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WO2019088593A1 - Improved high voltage generator having elongated coil stator and double magnet rotor - Google Patents

Improved high voltage generator having elongated coil stator and double magnet rotor Download PDF

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Publication number
WO2019088593A1
WO2019088593A1 PCT/KR2018/012828 KR2018012828W WO2019088593A1 WO 2019088593 A1 WO2019088593 A1 WO 2019088593A1 KR 2018012828 W KR2018012828 W KR 2018012828W WO 2019088593 A1 WO2019088593 A1 WO 2019088593A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
rotating body
magnet
high voltage
magnet rotating
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2018/012828
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김호봉
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2019088593A1 publication Critical patent/WO2019088593A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
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    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • HELECTRICITY
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    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
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    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the present invention relates to a high voltage generator (hereinafter referred to as " long type high voltage generator ”) having an elongated coil fixture in the longitudinal direction. More specifically, the present invention is a nonmagnetic internal magnetic rotating body in which even-numbered N-pole and S-pole internal permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction, The inner magnet rotating body being fixed by penetration; Wherein a plurality of winding coils are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body so as to surround the inner magnet rotating body in a radial direction and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein the winding coils comprise a coil wound without a bobbin and the winding coils are arranged so as to be wholly aligned with respect to each other in a cross section of the winding coils perpendicular to the axial direction of the coil coils, ; Wherein the outer permanent magnet body is a nonmagnetic outer permanent magnet body which surrounds the coil fixing body in a
  • Conventional air-core generators generate electricity by electromagnetic interaction between a rotating body and a fixed body, and take a method of achieving high efficiency of power generation by removing an iron core.
  • an iron core type coil in which an iron core is inserted as a core of the coil is used more than an air core type coil simply winding a wire.
  • An iron core refers to a main component having magnetic properties made of an iron-based metal. Such an iron core is used for the purpose of increasing the inductance of the coil. This is related to the coefficient of permeability (specific magnetic permeability) among the characteristics of the core.
  • mu is several tens or more, and in some cases, up to 10,000 can be obtained, so that a high inductance can be obtained even with a small number of coils and small coils.
  • the field-type generator disclosed in U.S. Patent No. 5,930,392 uses a coil wound around a toroidal core.
  • air core type coils have a disadvantage in that the permanent magnet linear type synchronous motor has a magnetic gap much larger than that of the iron core type coils and the thrust density is lowered.
  • detent force force is removed fundamentally, the thrust ripple hardly occurs, and the vertical force is small, so that the control performance is excellent.
  • the present invention adopts a method of generating a high charging potential at the coil portion by minimizing the voltage drop by generating a high voltage.
  • Korean Patent Registration No. 10-0683472 is disadvantageous in that the coil is wound around the bobbin to separate the coil fixed by the thickness of the bobbin and the rotating magnet, Thereby eliminating such a technical problem.
  • Another disadvantage of this prior art is that the stationary coil support plate is fixed to the bottom surface of the coil plate and fixed, and there is a possibility that the generator will be severely shaken during the rotation operation of the generator. This is because there is a risk that the magnet will come off.
  • the technique disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2013-002013 relates to a plate-type generator in which magnets are arranged on a magnet rotating plate. Since the coil fixing plate of this plate-type generator is provided with the same number of winding coils as magnets, As shown in the detailed description and the drawings, it is suitable for low-pressure single-phase power generation but has a disadvantage that it is not suitable for high-voltage three-phase power generation. Another disadvantage of this prior art is that when the plate-type generator is operated at a low voltage, a voltage drop may occur depending on the load power when the load is applied to the generated power as in the conventional air-conditioner generator.
  • the inventor of the present invention intends to provide a detailed technical content of the structure and material according to the present invention which can obtain power energy with high output power by solving the problems of these prior arts and which includes a plan for reducing the size and weight of the generator .
  • Patent Document 1 US2014-0375164 A
  • Patent Document 2 KR10-0683472 B
  • Patent Document 3 KR10-0979315 B
  • An object of the present invention is to reduce the size of a generator for ease of movement so as to supply residential use, factory power, building power, and the like, and to use without restriction on the use place or space.
  • the present invention also aims at producing more electric power under the same power generation condition using wind power, solar power, water power, thermal power, rotational drive energy by other turbines, and the like.
  • a long type high voltage generator comprising: a non-magnetic internal magnet having an N pole and S pole inner permanent magnets alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction; An inner magnet rotating body having a rotating shaft penetratingly fixed to a central portion of the inner magnet rotating body; Wherein a plurality of winding coils are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body so as to surround the inner magnet rotating body in a radial direction and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein the winding coils comprise a coil wound without a bobbin and the winding coils are arranged so as to be wholly aligned with respect to each other in a cross section of the winding coils perpendicular to the axial direction of the coil coils, ; Wherein the outer permanent magnet body is a nonmagnetic outer permanent magnet body which surrounds the coil fixing body in a radial direction and is spaced
  • the wound coils included in the winding coils are insulating coils, and the insulating coils include a polyester mixed silica glass coating formed on the copper wires and the copper wires, and the polyester mixed silica glass coating May be 0.020 mm to 0.135 mm.
  • the winding coils may further include an insulator formed by epoxy carburizing insulation processing at the periphery of the wound coil.
  • the winding coils can be mounted in an insulating member of the coil fixing body.
  • said full alignment may comprise said wound coils being aligned to form a hexagonal or quadrangular system with respect to one another.
  • the present invention it is possible to produce a high output power with a minimum dimension required for power generation, and when the same capacity as that of the conventional generator is obtained, the space occupied by the new generator of the present invention is reduced, .
  • the present invention has the effect of efficiently generating more electric power under the same power generation condition using rotational driving energy by wind power, solar power, water power, thermal power, other turbines, and the like.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view passing through the center of a long type high voltage generator of FIG. 1A taken perpendicularly to the longitudinal direction
  • FIG. 1C is a long type high voltage Fig.
  • FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 2B is a cross-sectional view passing through the center of the inner magnet rotating body taken in a direction perpendicular to the longitudinal direction
  • FIG. 3A is a longitudinal cross-sectional view of a coil fixing body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 3B is a cross-sectional view passing through the center of the coil fixing body of FIG. 3A taken perpendicularly to the longitudinal direction
  • 3a is a partial cross-sectional perspective view of the coil fixture.
  • FIG. 4A is a longitudinal cross-sectional view of the outer magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view passing through the center of the outer magnet rotating body of FIG. 4A perpendicular to the longitudinal direction
  • 4A is a partial cross-sectional perspective view of the outer magnet rotating body.
  • FIG. 5A is a longitudinal sectional view showing a state in which the rotating shaft, the coil fixing body and the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment are assembled
  • FIG. 5B is a cross- FIG. 5C is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a state in which the outer magnet rotating body is further assembled in the assembled state of FIG. 5A
  • FIG. 6B is a view showing the assembled state of FIG. 6A from the left side of FIG. 6A
  • Figure 6 is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Figure 6a.
  • FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing a state in which a part of the support case is further assembled in the assembled state of FIG. 6A
  • FIG. 7B is a view of the assembled state of FIG. 7A is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state.
  • FIG. 8 is an exploded view of a long type high voltage generator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a manner of superposing individual magnets to constitute an exemplary permanent magnet to be inserted into inner and outer magnet rotors included in the long type high voltage generator according to the present invention.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the winding coils, in which the wound coils constituting the winding coils included in the long type high voltage generator according to the present invention are aligned so as to be in a hexagonal system or a quadrangular system.
  • first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.
  • the terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element,
  • the component may also be referred to as a first component.
  • 'high voltage' is generally used to refer to a voltage of 0.75 kV to 154 kV, but a person skilled in the art will understand that the high voltage does not necessarily have to be limited to the above range.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view passing through the center of a long type high voltage generator of FIG. 1A taken perpendicularly to the longitudinal direction
  • FIG. 1C is a long type high voltage Fig.
  • FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 2B is a cross-sectional view passing through the center of the inner magnet rotating body taken in a direction perpendicular to the longitudinal direction
  • a long type high voltage generator includes a non-magnetic body 21 in which an even number of N pole and S pole inner permanent magnets 21 are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction And a rotating shaft 10 is fixed to the center of the inner magnet rotating body 20 through the inner magnet rotating body 20.
  • the rotating shaft 10 is integrated with the inner magnet rotating body 20, and the outer magnet rotating body, which will be described later, is also connected to the inner magnet rotating body 20 so as to constitute a double magnet rotating body.
  • N pole permanent magnets and S pole inner permanent magnets 21 may be inserted into the inner magnet rotating body 20 at intervals of 90 degrees along the circumferential direction. The same applies to external permanent magnets inserted into the whole.
  • the nonmagnetic material used in the inner magnet rotating body 20 may be a processed ceramic to be described later in more detail, which is used as a nonmagnetic material in an outer magnet rotating body to be described later This is the same.
  • the inner permanent magnet 21 in the longitudinal direction can be mounted in the insulating member of the inner magnet rotating body 20.
  • the inner permanent magnets 21 inserted in the inner magnet rotating body 20 are configured such that the poles thereof are alternated, the opposing inner permanent magnets inserted in the inner magnetic rotating body 20 are arranged so as to have the same polarity .
  • the outer pole of the inner permanent magnet inserted into the inner magnet rotating body 20 is an S pole so as to face the outer S pole of the inner permanent magnet inserted into the inner magnet rotating body 20, and the inner magnet rotating body 20, the outer pole of the inner permanent magnet inserted to face the outer N pole of the inner permanent magnet inserted into the inner permanent magnet becomes the N pole.
  • the inner permanent magnet 21 may be mounted so as to be exposed to the outer surface of the inner magnet rotating body 20.
  • this structure can be said to be a structure in which a longitudinal long-type permanent magnet is located at the center of the armature and a field of the permanent magnet rotation is arranged in the circumferential direction such that the S-pole and the N-pole face each other.
  • FIG. 9 shows an example of how the individual magnets are superimposed to form the inner permanent magnet 21 and the outer permanent magnet 15 to be inserted into the inner and outer magnet rotating bodies 20 and 16 according to the present invention Fig.
  • Representative strong magnets used in the individual magnets include neodymium magnets and samarium cobalt magnets. All of them have a strong magnetic force of 3,000 Gauss or more, but it will be understood by a person skilled in the art that the characteristics such as the temperature characteristics and the intensity are different from each other and the characteristics can be compared and a suitable magnet can be selected according to the application.
  • neodymium magnets are the most powerful magnets that exert 5,500 gauss of magnetic force. However, they have poor temperature characteristics and their magnetic force can be weakened when they are used at temperatures of 60 to 80 degrees Celsius. However, it is possible to utilize a neodymium magnet having a heat resistance of 220 degrees Celsius, that is, a high-temperature neodymium magnet, through special processing.
  • the samarium cobalt magnet has a magnetic force of 2,000 ⁇ 3,500 gauss which is 10 ⁇ 20% weaker than the neodymium magnet, but its temperature characteristic is excellent and it does not lose its magnetic force even at a high temperature of 350 degrees Celsius maximum.
  • Neodymium magnets through special machining may be used, but in order to obtain a stronger magnetic force, the present inventors have found that by arranging and compressing several neodymium magnets or samarium cobalt magnets together in a thin stainless steel case as shown schematically in FIG. 9 The obtained magnet was used.
  • FIG. 3A is a longitudinal cross-sectional view of the coil fixing body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 3B is a cross-sectional view passing through the center of the coil fixing body of FIG. 3A taken perpendicularly to the longitudinal direction
  • 3c is a partial cross-sectional perspective view of the coil fixture of Fig.
  • a high voltage generator includes a non-magnetic coil fixing body (not shown) radially surrounding the inner magnet rotating body 20 and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein at least three winding coils (18) are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body (17), and the winding coils (18) are wound in a state of being wound without a bobbin And the wound coils are arranged so as to be wholly aligned with each other in the cross section of the winding coils (18) perpendicular to the axial direction of the coil fixing body (17).
  • the winding shaft of the winding coil unit 18 may be configured to face the central axis of the coil fixing body 17 so that the magnetic flux varying by the inner and outer magnet rotating bodies can pass through the winding coil unit 18 Is apparent to those of ordinary skill in the art.
  • the number of the inner permanent magnets 21 inserted into the inner magnet rotating body 20 described above and the number of the outer permanent magnets 15 to be inserted into the outer magnet rotating body to be described later may be four, 12, 16, 20, and so on.
  • the long type high-voltage generator generates power of 4 poles, 8 poles, 12 poles, 16 poles, 20 poles, 18 may be three in the case of the four poles, six in the case of the eight poles, nine in the case of the twelve poles, twelve in the case of the sixteen poles, and fifteen in the twenty poles.
  • the electric power generated by the long type high voltage generator according to the present invention is configured to be three phases, if the number of the inner and outer permanent magnets 21 and 15 is an even number n, The magnets 21 and 15 are arranged at N / S poles according to the number of poles at intervals of 360 / n along the circumferential direction, and the winding coils 18 are 3n / And can be arranged according to the number of the odd-numbered poles. As the number of poles n increases, the outer diameter of the coil fixture and the inner and outer magnet rotors may become larger.
  • the inner and outer permanent magnets 21 and 15 and the winding coils 18 may be disposed differently from the above- Of course.
  • the three or more wound coil coils 18 may be three wound coil coils, and may be inserted into the coil coils 17 at intervals of 120 degrees along the circumferential direction.
  • the wound coil included in the wound coil unit 18 may be an insulated coil.
  • various insulators may be used to reach a high voltage without causing a short circuit of the coil.
  • 'insulator' is a term that refers to a nonconductive material that interferes with the movement of electric charge. Even such an insulator can flow a current in an alternating current other than direct current. Since an insulator also has a dielectric constant, if an alternating current is applied, the displacement current or the polarization current flows in proportion to the magnitude of the dielectric constant. The reason why electromagnetic waves can travel into the insulator air is the existence of such a polarization current. In short, an insulator having a very good insulating property refers to a dielectric material having an extremely small dielectric constant.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an exemplary winding coils 18 according to the present invention.
  • a quartz glass coating may be applied to the copper wire to prevent the coil from being burned even under a high voltage.
  • the glass- And is an insulating coil 101 which is wrapped around a copper wire and sealed.
  • the polyester mixed material is melted at a high temperature and is coated with a glass coating of at least 0.020 mm to a maximum of 0.135 mm on a copper wire through an extrusion nozzle, so that it is referred to as an optical fiber glass insulation.
  • the insulation coil passed the insulation breakdown test for a small generator coil of 3.3 to 14 kV, and it was tested for a large generator of 25 to 35 kV, 35 to 66 kV, and 66 to 220 kV as well as a medium-
  • the copper varnish film is formed by coating an insulating varnish having various characteristics depending on the use of a copper wire having a good electrical conductivity and molding it at a high temperature several times.
  • Such a polyester varnish film has a heat resistance limit of 220 degrees Celsius,
  • the chemical property is disadvantageous in that it is excellent in oil resistance and solvent resistance, but is weak in film-forming property and in flexibility.
  • the withstand voltage is about 10 kV, and the high-voltage insulation treatment of 10 kV or more requires a separate insulation film. If the thickness of the insulation film is increased, the coil volume becomes too large and an efficient winding method can not be achieved. In order to increase the withstand voltage, the volume of the coil is increased, so it is suitable for low voltage and it is used in winding method of transformer.
  • the glass coating insulation according to the present invention exhibits the characteristics shown in Table 1, so that the cross sections of the coils are aligned to be hexagonal (a) or square (b)
  • the winding coil unit 18 is constructed by the winding method, the magnetic force lines are not distorted at the time of high-voltage power generation, and a current higher than the rated load current value can be prevented from flowing to the coils when a load is applied to the coils.
  • the winding coils 18 may further include an insulator formed by an epoxy carburization insulator 102 at the periphery of the entire wound coil.
  • an insulator formed by an epoxy carburization insulator 102 at the periphery of the entire wound coil.
  • Insulating materials that can be used for the high voltage generator of the present invention include the following.
  • the glass laminate is laminated with a thin resin sheet and heated under pressure.
  • the resin is mainly made of thermosetting resin (phenol, epoxy, silicone, polyester, etc.) and various reinforcing materials (paper, cotton fabric, glass fiber fabric, non- , It has high heat resistance, excellent mechanical strength and electric insulation and is widely used as an insulating material, a sheathing material, a reinforcing material, and the like.
  • flame retardant epoxy glass laminate (bakelite) and epoxy plate are typical, and a thin reinforcing sheet of a woven / non-woven form is impregnated with a resin and a thickness chamfering is performed after molding to obtain a desired thickness.
  • the flame-retardant epoxy glass laminate has a volume resistivity of 10-20? Cm and an impact strength of 10 Kgcm / cm or more with an azod or notch.
  • the shielding effect is maintained for a long time, and the mechanical and electrical strength characteristics are excellent.
  • the electrical insulation of the flame-retardant epoxy glass laminate sheet is 100 (KV / mm) or less at low and high pressures, the heat resistance is excellent at 180 degrees Celsius or less, and the abrasion resistance is good.
  • Ceramic is used as a product that is formed by molding non-metallic inorganic compound into raw material and subjected to heat treatment process.
  • Ceramic is a product made by processing or molding a non-metallic or inorganic material at high temperature.
  • There are various types of ceramic such as a course ceramic using the raw material as it is, and a fine ceramic processed by refining.
  • the characteristics of such ceramics are such that they make sound when they are insulated, stored or electricity, they sense humidity, oxygen content, they are resistant to high heat, they are light and have high strength, and their applications are low voltage, high voltage , Electrical insulators such as ultra-high voltage, magnetic, mechanical, chemical, optical, and biotechnology.
  • such ceramics do not melt or decompose until they reach a very high temperature. In other words, it is excellent in heat resistance or fire resistance and is utilized in various fields as a heat resistant material such as a blast furnace and a stern part of a space ship. This is because, as mentioned above, it has a characteristic that it has a high melting point, is hardly oxidized at a high temperature and is safe at a high temperature. Ceramics and glass are used as insulating materials because ceramics and glass have almost no electricity, and when combined properly, materials with lower conductivity and higher conductivity than insulators can be made.
  • Ceramics are utilized in heat exchangers, solar cells, fuel cells, thermoelectric devices, gas turbines, gas materials, optical materials, piezoelectric devices, semiconductors, and dielectric materials. Electrical insulation can maintain insulation up to 746 kV from low voltage to very high voltage. It has high heat resistance and its tensile strength does not change even at 1400 degrees Celsius. The mechanical strength of the ceramic is excellent, but it is fragile. Despite these drawbacks, ceramics are still in widespread use, and their properties have been continually improved.
  • the use of the insulator may be different depending on the use, and in particular, the application may be different depending on the voltage.
  • Beckrite was used as an insulator up to 3.3 kV to 55 kV, and it is understood that a ceramic can also be used as an insulator in the range of 3.3 kV to 345 kV .
  • the non-magnetic material used in the coil fixture 17 may be a processed ceramic having an insulation breakdown voltage of 1500 kV or less.
  • the winding coils 18 can be mounted in the insulating member of the coil fixing body 17.
  • the winding coils 18 can be constituted by three, and the coil coils 18 generated by the long type high voltage generator according to the present invention
  • the winding coil unit 18 may be connected in three phases of? Or Y so that the electric power becomes three phases, and the winding coil unit 18 may be connected in a single phase so that the generated electric power is single-phase.
  • the winding coils 18 when the winding coils 18 are connected in three phases of? Or Y, the winding coils 18, which are connected in series according to the number n of the coil fixing bodies 17,
  • the number of the integral members 18 is also n.
  • the output voltage may be 0.75 kV to 120 kV, and if there are three coil fixtures, the output voltage may be 0.75 kV to 180 kV, and if there are four coil fixtures , The output voltage can be 0.75 kV to 240 kV, and if there are 5 coil fixtures, the output voltage can be 0.75 kV to 300 kV.
  • the upper limit of the output voltage may increase by 60 kV as the number of coil fixtures increases by one. It is to be understood, however, that the output voltage according to the number of coil fixing bodies is not necessarily limited to such a range.
  • FIG. 4A is a longitudinal cross-sectional view of the outer magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment
  • FIG. 4B is a sectional view passing through the center of the outer magnet rotating body of FIG. 4A taken perpendicularly to the longitudinal direction
  • Fig. 4C is a partial cross-sectional perspective view of the outer magnet rotating body of Fig. 4A.
  • the high voltage generator includes a non-magnetic external magnet rotating body 16 radially arranged in the coil fixing body and spaced apart by a predetermined second separation distance
  • the even number of external permanent magnets 15 are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction of the external magnet rotating body so as to correspond to the even number of internal permanent magnets 21 and the external permanent magnets 15
  • the opposing sides of the inner permanent magnet 21 are different in polarity from each other and are connected to each other by the connecting plate 23 (see Figs. 6A to 6C) adjacent to one end of the coil fixing body, And is fixedly coupled.
  • the external permanent magnet 15 can be mounted in the insulating member of the external magnet rotating body 16 here.
  • the outer permanent magnet 15 may be mounted so as to be exposed to the inner surface of the outer magnet rotating body 16.
  • the number of revolutions of the rotary shaft 10 may be 12,600 RPM or less at a high speed of 120 RPM (Rotations per minute) or more at a low speed, and as a result, the rated value of the electric power generated by the long type high- The frequency may be less than 420 Hz at high speeds above 60 Hz at low speeds.
  • the three or more winding coils 18 may have the same dimensions as each other, and the even number of the inner permanent magnets 21 may have the same dimensions as each other, Can have the same dimensions.
  • the length of the outer arc of the inner permanent magnet 21 may be equal to or longer than the length of the inner arc of the winding coils 18, and the inner arc of the outer permanent magnet 15 The length may be equal to or greater than the length of the outer arc of the winding coils. This is to position the winding coils 18 within the magnetic lines of force generated by the inner and outer permanent magnets 21 and 15 to achieve efficient power generation.
  • FIG. 5A is a longitudinal sectional view showing a state in which the rotating shaft, the coil fixing body and the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment are assembled
  • FIG. 5B is a cross- FIG. 5C is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a state in which the outer magnet rotating body is further assembled in the assembled state of FIG. 5A
  • FIG. 6B is a view showing the assembled state of FIG. 6A from the left side of FIG. 6c is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Fig. 6a.
  • FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing a state in which a part of the support case is further assembled in the assembled state of Fig. 6A
  • Fig. 7B is a view of the assembled state of Fig. 7A from the left side of Fig. Is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Figure 7a.
  • the high voltage generator includes a bearing structure 3 for fixing the coil fixing body 17 and supporting the rotary shaft 10 so that the rotary shaft 10 can freely rotate while being held And a support case.
  • the support case comprises an insulating case 7, a first body metal support plate 2, a bearing structure (e.g., a shaft bearing 3), an inner insulating support plate 4 And a second body metal support plate 25, for example, the radial cross section of the insulating case 7 may be rectangular.
  • the minimum distance of the first distance between the inner magnet rotating body 20 and the coil fixing body 17 is 0.7 mm or more and 15 mm or less
  • the minimum distance of the second distance between the outer magnet rotating body and the coil fixing body is 0.7 mm Or more and 15 mm or less.
  • the processing balancing is performed so that the error of the rotating body is within ⁇ 0.3% so that the noise and the vibration are minimized at high speed, and the inner magnet rotating body 20 and the coil fixing body 17) and the minimum distance between the outer magnet rotating body and the coil fixing body. Therefore, the minimum value selected by the inventor through the test operation is 0.7 mm.
  • FIG. 8 is an exploded view of a long type high voltage generator according to the embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the long type high voltage generator includes a nut circular plate 5, a fixed metal ring 6, a case fixing bolt 8, an inner magnet rotating body fixing bolt 9, a fixed circular ring 11,
  • Table 1 and other specific numerical values included in this specification have been demonstrated by a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention to which a test motor is attached.
  • the present invention can be applied to the above- It is possible to reduce the size and weight of the generator.
  • the advantage of the present invention obtained is that it provides a generator having the effect of reducing the space occupied by the generator and reducing its weight when the generator has the same capacity as that of the conventional generator so that a high output power can be produced with a minimum size required for power generation It is possible to do.

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Abstract

The present invention relates to a high voltage generator having an elongated coil stator. The present invention comprises: an inner magnet rotor which is made of a non-magnetic material and in which an even number of N-pole inner permanent magnets and an even number of S-pole inner permanent magnets are alternately embedded at regular intervals in the circumferential direction; a coil stator which is made of a non-magnetic material and surrounds the inner magnet rotor in the radial direction while being spaced a first predetermined distance apart from the inner magnet rotor; an external magnet rotor which is made of a non-magnetic material and surrounds the coil stator in the radial direction while being spaced a second predetermined distance apart from the coil stator; and a support case which includes a bearing structure for fixing the coil stator and supporting a rotary shaft such that the rotary shaft can freely rotate while the first distance and the second distance are kept.

Description

롱형 코일 고정체 및 이중 자석 회전체를 가지는 개량된 고전압 발전기Improved High Voltage Generator with Long Type Coil Fixture and Double Magnet Rotor

본 발명은 길이방향으로 길게 늘려진(elongated; 롱형) 코일 고정체를 가지는 고전압 발전기(이하 "롱형 고전압 발전기"라 함)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 원주 방향을 따라 일정 간격으로 짝수 개의 N극 및 S극 내부 영구 자석이 교번하여 삽입되어 있는 비자성체의 내부 자석 회전체로서, 상기 내부 자석 회전체의 중심부에는 회전 샤프트가 관통 고정되어 있는, 내부 자석 회전체; 상기 내부 자석 회전체를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제1 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 코일 고정체로서, 상기 코일 고정체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 3개 이상의 권취 코일체가 삽입되고, 상기 권취 코일체는 보빈(bobbin) 없이 권취된 코일을 포함하며, 상기 코일 고정체의 축방향에 수직인 상기 권취 코일체의 단면에서 상기 권취된 코일은 서로 전체 정렬되도록 배치되는, 코일 고정체; 상기 코일 고정체를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제2 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 외부 자석 회전체로서, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석이 상기 짝수 개의 내부 영구 자석에 대응되도록 상기 외부 자석 회전체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 교번하여 삽입되고, 상기 외부 영구 자석과 상기 내부 영구 자석의 대향되는 양측은 서로 극성을 달리하고, 상기 코일 고정체의 일 단부에 인접하는 연결 플레이트에 의하여 상기 내부 자석 회전체와 고정 결합되는 외부 자석 회전체; 및 상기 제1 이격 거리 및 상기 제2 이격 거리가 유지된 채 상기 회전 샤프트가 자유로이 회전 가능하도록 상기 코일 고정체를 고정하고 상기 회전 샤프트를 지탱하는 베어링 구조를 포함하는 지지 케이스를 포함하는 롱형 고전압 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage generator (hereinafter referred to as " long type high voltage generator ") having an elongated coil fixture in the longitudinal direction. More specifically, the present invention is a nonmagnetic internal magnetic rotating body in which even-numbered N-pole and S-pole internal permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction, The inner magnet rotating body being fixed by penetration; Wherein a plurality of winding coils are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body so as to surround the inner magnet rotating body in a radial direction and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein the winding coils comprise a coil wound without a bobbin and the winding coils are arranged so as to be wholly aligned with respect to each other in a cross section of the winding coils perpendicular to the axial direction of the coil coils, ; Wherein the outer permanent magnet body is a nonmagnetic outer permanent magnet body which surrounds the coil fixing body in a radial direction and is spaced apart by a predetermined second distance from the outer permanent magnet body so that the even outer permanent magnets correspond to the even inner permanent magnets, Wherein the inner permanent magnets and the inner permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction of the inner magnet, and the opposite sides of the inner permanent magnet are opposite in polarity to each other, An outer magnet rotating body fixedly coupled to the rotating body; And a supporting structure including a bearing structure that fixes the coil fixing body and supports the rotary shaft so that the rotary shaft is freely rotatable while the first separation distance and the second separation distance are maintained, .

종래의 공심형 발전기들은 회전체와 고정체 간의 전자기 상호작용에 의하여 전기를 생산하는바, 철심을 제거함으로써 발전의 고효율을 꾀하는 방식을 취하고 있다.Conventional air-core generators generate electricity by electromagnetic interaction between a rotating body and a fixed body, and take a method of achieving high efficiency of power generation by removing an iron core.

실제 발전기에 이용되는 코일로는 단순히 전선을 감는 공심형 코일보다도 그 코일의 코어로서 철심을 삽입하여 이용하는 철심형 코일이 많이 이용되어 왔다. 철심은 자기 특성을 지닌 주 성분이 철계의 금속으로 만들어진 것을 지칭한다. 이와 같은 철심 코어는 코일의 인덕턴스를 증가시킬 목적으로 사용된다. 이는 코어의 특성 중 투자율(비투자율)이라는 계수와 관련되어 있는데, 공심형 코일의 경우 그 코어는 공기이므로 μ=1이다. 반면, 철심 코어의 경우에는 μ가 수십 이상이고, 경우에 따라서는 10,000까지 얻을 수 있기 때문에 그 만큼 적은 권취 수, 작은 코일로도 높은 인덕턴스를 얻을 수 있다. 일 예를 들면, 미국 등록특허공보 제5,930,392호에 개시되어 있는 계자형 발전기는 원환형 코어에 코일을 권취한 것을 이용한다.As a coil used in an actual generator, an iron core type coil in which an iron core is inserted as a core of the coil is used more than an air core type coil simply winding a wire. An iron core refers to a main component having magnetic properties made of an iron-based metal. Such an iron core is used for the purpose of increasing the inductance of the coil. This is related to the coefficient of permeability (specific magnetic permeability) among the characteristics of the core. In the case of an air core type coil, the core is air, so μ = 1. On the other hand, in the case of an iron core, mu is several tens or more, and in some cases, up to 10,000 can be obtained, so that a high inductance can be obtained even with a small number of coils and small coils. For example, the field-type generator disclosed in U.S. Patent No. 5,930,392 uses a coil wound around a toroidal core.

이에 비하여 공심형 코일은 이를 이용한 영구자석 선형 동기 전동기가 철심형 코일의 것에 비하여 자기적인 공극이 매우 커 추력 밀도가 떨어지는 큰 단점이 있는 반면에 치(teeth)-슬롯 구조가 없어 디텐트력(detent force)이 근본적으로 제거되어 추력 리플이 거의 발생하지 않고 수직력이 작기 때문에 제어 성능이 우수한 장점이 있다.On the other hand, air core type coils have a disadvantage in that the permanent magnet linear type synchronous motor has a magnetic gap much larger than that of the iron core type coils and the thrust density is lowered. On the other hand, detent force force is removed fundamentally, the thrust ripple hardly occurs, and the vertical force is small, so that the control performance is excellent.

다만, 공심형 코일에는 지속적인 순환 자기력이 형성되지 않아 이를 이용한 발전기의 전압 강하를 방지하여야 할 필요가 있는데, 저압 발전시에는 공심형 코일의 충전 전압이 낮으므로 전력 부하에 따라 충전 전압이 빠르게 소실되는 전압 강하가 발생한다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 고전압으로 발전함으로써, 코일 부분에 높은 충전 전위를 형성하여 전압 강하를 최소화할 수 있는 방식을 채택하였다. However, since a constant circulating magnetic force is not formed in the air core type coil, it is necessary to prevent the voltage drop of the generator using the same. In the low voltage power generation, since the charging voltage of the air core type coil is low, A voltage drop occurs. In order to solve this problem, the present invention adopts a method of generating a high charging potential at the coil portion by minimizing the voltage drop by generating a high voltage.

한편, 한국 등록특허공보 제10-0683472호에 개시된 기술은 코일을 보빈에 감아 그 보빈의 두께만큼 고정된 코일과 회전하는 자석 간의 이격이 발생하여 발전 효율이 떨어지는 단점이 있는데, 본 발명에서는 보빈을 제거함으로써 이와 같은 기술적인 문제점을 해결하였다. 이 선행기술의 또 다른 단점은 고정 코일 지지판을 코일 판 밑면에 돌출시켜 고정하도록 되어 있고 발전기의 회전 운전시에 흔들림이 심하게 발생할 우려가 있으며, 자석을 원판 외측에 설치하여 고속 회전 운전시에 무게 중심이 맞지 않아 자석이 이탈할 우려가 있다는 점이다. On the other hand, the technique disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0683472 is disadvantageous in that the coil is wound around the bobbin to separate the coil fixed by the thickness of the bobbin and the rotating magnet, Thereby eliminating such a technical problem. Another disadvantage of this prior art is that the stationary coil support plate is fixed to the bottom surface of the coil plate and fixed, and there is a possibility that the generator will be severely shaken during the rotation operation of the generator. This is because there is a risk that the magnet will come off.

또한, 한국 등록특허공보 제10-2013-002013호에 개시된 기술은 자석 회전판에 자석이 배열되어 있는 판형 발전기에 관한 것인데, 이 판형 발전기의 코일 고정판에 자석과 동일한 개수의 권취 코일이 구비되므로, 그 상세한 설명과 도면들에 나타나 있는 바와 같이, 저압 단상 발전에는 적합하나 고전압 3상 발전에는 부적합하다는 단점이 있다. 이 선행기술의 또 다른 단점은 이 판형 발전기의 저압 발전시에는 종래 공심형 발전기에서와 같이 발전된 전력에 부하를 걸면 부하 전력에 따라 전압 강하가 크게 발생할 우려가 있다는 점이다. The technique disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2013-002013 relates to a plate-type generator in which magnets are arranged on a magnet rotating plate. Since the coil fixing plate of this plate-type generator is provided with the same number of winding coils as magnets, As shown in the detailed description and the drawings, it is suitable for low-pressure single-phase power generation but has a disadvantage that it is not suitable for high-voltage three-phase power generation. Another disadvantage of this prior art is that when the plate-type generator is operated at a low voltage, a voltage drop may occur depending on the load power when the load is applied to the generated power as in the conventional air-conditioner generator.

본 발명자는, 이러한 선행기술들의 문제점을 해결함으로써, 고출력으로 전력 에너지를 얻을 수 있고, 발전기를 소형화, 경량화할 수 있는 방안을 담고 있는 본 발명에 따른 구조 및 소재에 관한 상세한 기술 내용을 제공하고자 한다.The inventor of the present invention intends to provide a detailed technical content of the structure and material according to the present invention which can obtain power energy with high output power by solving the problems of these prior arts and which includes a plan for reducing the size and weight of the generator .

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

(특허문헌 1) US2014-0375164 A(Patent Document 1) US2014-0375164 A

(특허문헌 2) KR10-0683472 B(Patent Document 2) KR10-0683472 B

(특허문헌 3) KR10-0979315 B(Patent Document 3) KR10-0979315 B

본 발명은 주택용, 공장용 전력 및 빌딩 전력 등을 공급할 수 있도록 이동에 용이하고 사용 장소 혹은 공간에 제약을 받지 않는 이용을 위하여 발전기의 소형화를 도모하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to reduce the size of a generator for ease of movement so as to supply residential use, factory power, building power, and the like, and to use without restriction on the use place or space.

구체적으로, 발전에 필요한 최소의 치수로 고출력의 전력 생산이 가능하도록, 종래의 발전기와 동일한 용량을 가질 때 그 차지하는 공간은 축소되고, 중량도 감소되는 효율적인 발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다. Specifically, it is an object of the present invention to provide an efficient generator in which the space occupied by the generator is reduced and the weight is reduced when the generator has the same capacity as that of the conventional generator, so that high output power can be produced with a minimum required size for power generation.

또한, 본 발명은, 풍력, 태양광, 수력, 화력, 기타 터빈에 의한 회전 구동 에너지 등을 이용한 동일한 발전 조건 하에서 더 많은 전력을 생산할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. The present invention also aims at producing more electric power under the same power generation condition using wind power, solar power, water power, thermal power, rotational drive energy by other turbines, and the like.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.The characteristic configuration of the present invention for achieving the object of the present invention as described above and realizing the characteristic effects of the present invention described below is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 롱형 고전압 발전기가 제공되는바, 상기 롱형 고전압 발전기는, 원주 방향을 따라 일정 간격으로 짝수 개의 N극 및 S극 내부 영구 자석이 교번하여 삽입되어 있는 비자성체의 내부 자석 회전체로서, 상기 내부 자석 회전체의 중심부에는 회전 샤프트가 관통 고정되어 있는, 내부 자석 회전체; 상기 내부 자석 회전체를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제1 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 코일 고정체로서, 상기 코일 고정체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 3개 이상의 권취 코일체가 삽입되고, 상기 권취 코일체는 보빈(bobbin) 없이 권취된 코일을 포함하며, 상기 코일 고정체의 축방향에 수직인 상기 권취 코일체의 단면에서 상기 권취된 코일은 서로 전체 정렬되도록 배치되는, 코일 고정체; 상기 코일 고정체를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제2 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 외부 자석 회전체로서, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석이 상기 짝수 개의 내부 영구 자석에 대응되도록 상기 외부 자석 회전체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 교번하여 삽입되고, 상기 외부 영구 자석과 상기 내부 영구 자석의 대향되는 양측은 서로 극성을 달리하고, 상기 코일 고정체의 일 단부에 인접하는 연결 플레이트에 의하여 상기 내부 자석 회전체와 고정 결합되는 외부 자석 회전체; 및 상기 제1 이격 거리 및 상기 제2 이격 거리가 유지된 채 상기 회전 샤프트가 자유로이 회전 가능하도록 상기 코일 고정체를 고정하고 상기 회전 샤프트를 지탱하는 베어링 구조를 포함하는 지지 케이스를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a long type high voltage generator, wherein the long type high voltage generator comprises: a non-magnetic internal magnet having an N pole and S pole inner permanent magnets alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction; An inner magnet rotating body having a rotating shaft penetratingly fixed to a central portion of the inner magnet rotating body; Wherein a plurality of winding coils are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body so as to surround the inner magnet rotating body in a radial direction and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein the winding coils comprise a coil wound without a bobbin and the winding coils are arranged so as to be wholly aligned with respect to each other in a cross section of the winding coils perpendicular to the axial direction of the coil coils, ; Wherein the outer permanent magnet body is a nonmagnetic outer permanent magnet body which surrounds the coil fixing body in a radial direction and is spaced apart by a predetermined second distance from the outer permanent magnet body so that the even outer permanent magnets correspond to the even inner permanent magnets, Wherein the inner permanent magnets and the inner permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction of the inner magnet, and the opposite sides of the inner permanent magnet are opposite in polarity to each other, An outer magnet rotating body fixedly coupled to the rotating body; And a bearing structure including a bearing structure that fixes the coil fixing body and supports the rotation shaft so that the rotation shaft can freely rotate while maintaining the first separation distance and the second separation distance.

유리하게는, 상기 권취 코일체에 포함된 상기 권취된 코일은 절연 코일이되, 상기 절연 코일은 구리선 및 상기 구리선 위에 형성된 폴리에스테르 혼합 석영계 유리 피막을 포함하고, 상기 폴리에스테르 혼합 석영계 유리 피막의 두께는 0.020mm 내지 0.135mm일 수 있다.Advantageously, the wound coils included in the winding coils are insulating coils, and the insulating coils include a polyester mixed silica glass coating formed on the copper wires and the copper wires, and the polyester mixed silica glass coating May be 0.020 mm to 0.135 mm.

바람직하게는, 상기 권취 코일체는 상기 권취된 코일의 주변부에 에폭시 침탄 절연 가공에 의하여 형성된 절연체를 더 포함할 수 있다.Preferably, the winding coils may further include an insulator formed by epoxy carburizing insulation processing at the periphery of the wound coil.

유리하게는, 상기 권취 코일체는 상기 코일 고정체의 절연 부재 내에 실장될 수 있다.Advantageously, the winding coils can be mounted in an insulating member of the coil fixing body.

바람직하게는, 상기 전체 정렬은, 상기 권취된 코일이 서로 육방정계 또는 정사각정계가 되도록 정렬됨을 포함할 수 있다.Advantageously, said full alignment may comprise said wound coils being aligned to form a hexagonal or quadrangular system with respect to one another.

본 발명에 의하면, 발전기의 소형화를 통하여 주택용, 공장용 전력 및 빌딩 전력 등을 공급할 수 있도록 이동에 용이하고 사용 공간에 제약을 받지 않는 이용을 도모할 수 있는 효과가 있다.Industrial Applicability According to the present invention, there is an effect that it is possible to easily use the power generator and the building power for residential use, factory power, and the like through miniaturization of the generator, and to use the power generator without restriction on the use space.

즉, 본 발명에 따르면, 발전에 필요한 최소의 치수로 고출력의 전력 생산이 가능해져, 종래의 발전기와 동일한 용량을 가질 때 본 발명의 신규한 발전기는 그 차지하는 공간은 축소되고, 중량도 감소되는 효과가 있다.That is, according to the present invention, it is possible to produce a high output power with a minimum dimension required for power generation, and when the same capacity as that of the conventional generator is obtained, the space occupied by the new generator of the present invention is reduced, .

또한, 본 발명은, 풍력, 태양광, 수력, 화력, 기타 터빈 등에 의한 회전 구동 에너지를 이용한 동일한 발전 조건 하에서 더 많은 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다. Further, the present invention has the effect of efficiently generating more electric power under the same power generation condition using rotational driving energy by wind power, solar power, water power, thermal power, other turbines, and the like.

본 발명의 실시예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 “통상의 기술자”라 함)에게 있어서는 발명적 작업이 이루어짐 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention to those skilled in the art Other drawings can be obtained based on these figures without an inventive task being performed.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기의 길이방향 단면도이고, 도 1b는 길이방향에 수직으로 취한 도 1a의 롱형 고전압 발전기의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 롱형 고전압 발전기의 단면 사시도이다.1A is a cross-sectional view of a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view passing through the center of a long type high voltage generator of FIG. 1A taken perpendicularly to the longitudinal direction, FIG. 1C is a long type high voltage Fig.

도 2a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 내부 자석 회전체의 길이방향 단면도이고, 도 2b는 길이방향에 수직으로 취한 도 2a의 내부 자석 회전체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 내부 자석 회전체의 부분 단면 사시도이다.FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 2B is a cross-sectional view passing through the center of the inner magnet rotating body taken in a direction perpendicular to the longitudinal direction, Is a partial cross-sectional perspective view of the inner magnet rotating body of Fig.

도 3a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 코일 고정체의 길이방향 단면도이고, 도 3b는 길이방향에 수직으로 취한 도 3a의 코일 고정체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 3c는 도 3a의 코일 고정체의 부분 단면 사시도이다.3A is a longitudinal cross-sectional view of a coil fixing body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 3B is a cross-sectional view passing through the center of the coil fixing body of FIG. 3A taken perpendicularly to the longitudinal direction, 3a is a partial cross-sectional perspective view of the coil fixture.

도 4a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 외부 자석 회전체의 길이방향 단면도이고, 도 4b는 길이방향에 수직으로 취한 도 4a의 외부 자석 회전체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 4c는 도 4a의 외부 자석 회전체의 부분 단면 사시도이다.4A is a longitudinal cross-sectional view of the outer magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 4B is a cross-sectional view passing through the center of the outer magnet rotating body of FIG. 4A perpendicular to the longitudinal direction, 4A is a partial cross-sectional perspective view of the outer magnet rotating body.

도 5a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 회전 샤프트, 상기 코일 고정체 및 상기 내부 자석 회전체가 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 5b는 도 5a의 좌측에서 도 5a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 5c는 도 5a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.5A is a longitudinal sectional view showing a state in which the rotating shaft, the coil fixing body and the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment are assembled, and FIG. 5B is a cross- FIG. 5C is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of FIG. 5A. FIG.

도 6a는 도 5a의 조립 상태에 외부 자석 회전체가 더 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 6b는 도 6a의 좌측에서 도 6a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 6c는 도 6a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.6A is a longitudinal sectional view showing a state in which the outer magnet rotating body is further assembled in the assembled state of FIG. 5A, FIG. 6B is a view showing the assembled state of FIG. 6A from the left side of FIG. 6A, Figure 6 is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Figure 6a.

도 7a는 도 6a의 조립 상태에 지지 케이스의 일부가 더 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 좌측에서 도 7a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 7c는 도 7a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.FIG. 7A is a longitudinal sectional view showing a state in which a part of the support case is further assembled in the assembled state of FIG. 6A, FIG. 7B is a view of the assembled state of FIG. 7A is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state.

도 8은 본 발명의 상기 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기의 분해 조립도이다.8 is an exploded view of a long type high voltage generator according to the embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함된 내부 및 외부 자석 회전체에 삽입될 일 예시적 영구 자석을 구성하기 위하여 개별 자석을 포개는 방식을 나타낸 도면이다.9 is a view showing a manner of superposing individual magnets to constitute an exemplary permanent magnet to be inserted into inner and outer magnet rotors included in the long type high voltage generator according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함된 권취 코일체를 이루는 권취된 코일이 서로 육방정계 또는 정사각정계가 되도록 정렬된 상태를 도시하는 상기 권취 코일체의 부분 단면도이다.10 is a partial cross-sectional view of the winding coils, in which the wound coils constituting the winding coils included in the long type high voltage generator according to the present invention are aligned so as to be in a hexagonal system or a quadrangular system.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced in order to clarify the objects, technical solutions and advantages of the invention. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention.

본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함'하다라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결'되어 있다거나 '접속'되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결'되어 있다거나 '직접 접속'되어 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 '~사이에'와 '바로 ~사이에' 또는 '~에 이웃하는'과 '~에 직접 이웃하는' 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Throughout the description and claims of the present invention, the word 'comprise' and variations thereof are not intended to exclude other technical features, additions, elements or steps. When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it may be understood that there may be other elements in between . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element exists in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as 'between' and 'between' or 'neighboring to' and 'directly adjacent to' should be interpreted as well.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.

한편, 본 명세서에서 '고전압'은 보통 0.75 kV 이상 154 kV의 전압을 지칭하는 용어로 이용되었으나, 통상의 기술자는 상기 고전압이 반드시 전술한 범위에 국한되어야만 하는 것이 아니라는 점을 이해할 수 있을 것이다.In the present specification, 'high voltage' is generally used to refer to a voltage of 0.75 kV to 154 kV, but a person skilled in the art will understand that the high voltage does not necessarily have to be limited to the above range.

통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. Other objects, advantages and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from this description, and in part from the practice of the invention. The following examples and figures are provided by way of illustration and are not intended to limit the invention. Moreover, the present invention encompasses all possible combinations of embodiments shown herein. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. It should also be understood that the position or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Unless otherwise indicated herein or clearly contradicted by context, items referred to in the singular are intended to encompass a plurality unless otherwise specified in the context. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기의 길이방향 단면도이고, 도 1b는 길이방향에 수직으로 취한 도 1a의 롱형 고전압 발전기의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 롱형 고전압 발전기의 단면 사시도이다.1A is a cross-sectional view of a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view passing through the center of a long type high voltage generator of FIG. 1A taken perpendicularly to the longitudinal direction, FIG. 1C is a long type high voltage Fig.

도 2a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 내부 자석 회전체의 길이방향 단면도이고, 도 2b는 길이방향에 수직으로 취한 도 2a의 내부 자석 회전체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 내부 자석 회전체의 부분 단면 사시도이다.FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 2B is a cross-sectional view passing through the center of the inner magnet rotating body taken in a direction perpendicular to the longitudinal direction, Is a partial cross-sectional perspective view of the inner magnet rotating body of Fig.

도 1a 내지 1c 및 도 2a 내지 2c를 참조하면, 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기는, 원주 방향을 따라 일정 간격으로 짝수 개의 N극 및 S극 내부 영구 자석(21)이 교번하여 삽입되어 있는 비자성체의 내부 자석 회전체(20)를 포함하는데, 상기 내부 자석 회전체(20)의 중심부에는 회전 샤프트(10)가 관통 고정된다. 회전 샤프트(10)는 내부 자석 회전체(20)와 일체화되며, 후술하는 외부 자석 회전체 또한 내부 자석 회전체(20)와 연결되어 이중 자석 회전체를 구성함으로써 이들은 함께 회전한다.1A to 1C and FIGS. 2A to 2C, a long type high voltage generator according to the present invention includes a non-magnetic body 21 in which an even number of N pole and S pole inner permanent magnets 21 are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction And a rotating shaft 10 is fixed to the center of the inner magnet rotating body 20 through the inner magnet rotating body 20. The rotating shaft 10 is integrated with the inner magnet rotating body 20, and the outer magnet rotating body, which will be described later, is also connected to the inner magnet rotating body 20 so as to constitute a double magnet rotating body.

예를 들어, 4개의 교번하는 N극 영구 자석 및 S극 내부 영구 자석(21)이 내부 자석 회전체(20)에 원주 방향을 따라 90도 간격으로 삽입되어 있을 수 있는바, 후술하는 외부 자석 회전체에 삽입되는 외부 영구 자석도 이와 마찬가지이다.For example, four alternating N pole permanent magnets and S pole inner permanent magnets 21 may be inserted into the inner magnet rotating body 20 at intervals of 90 degrees along the circumferential direction. The same applies to external permanent magnets inserted into the whole.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 내부 자석 회전체(20)에서 비자성체로 이용된 것은 더 상세하게 후술할 가공된 세라믹일 수 있는바, 후술하는 외부 자석 회전체에서 비자성체로 이용되는 것 또한 이와 마찬가지이다.In one embodiment of the present invention, the nonmagnetic material used in the inner magnet rotating body 20 may be a processed ceramic to be described later in more detail, which is used as a nonmagnetic material in an outer magnet rotating body to be described later This is the same.

또한, 여기에서 길이 방향의 내부 영구 자석(21)은 내부 자석 회전체(20)의 절연 부재 내에 실장될 수 있다. 이때, 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 내부 영구 자석(21)들은 그 극이 교번하도록 구성되므로 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 대향하는 내부 영구 자석은 각각 동일한 극을 가지도록 배치된다. 예컨대, 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 내부 영구 자석의 외측 S극에 대향되도록 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 내부 영구 자석의 외측의 극은 S극이 되며, 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 내부 영구 자석의 외측 N극을 마주보도록 삽입된 내부 영구 자석의 외측의 극은 N극이 된다. 바람직하게는 내부 영구 자석(21)은 내부 자석 회전체(20)의 외측면에 노출되도록 실장될 수 있다. 달리 표현하면, 이러한 구조는 길이 방향의 롱형 영구 자석이 전기자를 중심에 두고 영구 자석 회전체의 계자는 S극과 N극이 마주보도록 하고 원주 방향으로 배치된 구조라고 할 수 있다.Here, the inner permanent magnet 21 in the longitudinal direction can be mounted in the insulating member of the inner magnet rotating body 20. At this time, since the inner permanent magnets 21 inserted in the inner magnet rotating body 20 are configured such that the poles thereof are alternated, the opposing inner permanent magnets inserted in the inner magnetic rotating body 20 are arranged so as to have the same polarity . For example, the outer pole of the inner permanent magnet inserted into the inner magnet rotating body 20 is an S pole so as to face the outer S pole of the inner permanent magnet inserted into the inner magnet rotating body 20, and the inner magnet rotating body 20, the outer pole of the inner permanent magnet inserted to face the outer N pole of the inner permanent magnet inserted into the inner permanent magnet becomes the N pole. Preferably, the inner permanent magnet 21 may be mounted so as to be exposed to the outer surface of the inner magnet rotating body 20. [ In other words, this structure can be said to be a structure in which a longitudinal long-type permanent magnet is located at the center of the armature and a field of the permanent magnet rotation is arranged in the circumferential direction such that the S-pole and the N-pole face each other.

참고로, 도 9는 본 발명에 따른 내부 및 외부 자석 회전체(20, 16)에 삽입될 내부 영구 자석(21) 및 외부 영구 자석(15)을 구성하기 위하여 개별 자석을 포개는 방식을 예시적으로 나타낸 도면이다.9 shows an example of how the individual magnets are superimposed to form the inner permanent magnet 21 and the outer permanent magnet 15 to be inserted into the inner and outer magnet rotating bodies 20 and 16 according to the present invention Fig.

도 9에 도시된 개별 자석(N/S극으로 표시됨)으로 이용되는 대표적인 강자석으로는 네오디뮴 자석과 사마륨코발트 자석이 있다. 이들은 모두 3,000 가우스 이상의 강한 자력을 지니고 있으나, 온도 특성과 강도 등 각각의 특징이 서로 달라 그 특징을 비교하여 용도에 맞춰 적절한 자석을 선택할 수 있다는 점은 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다. Representative strong magnets used in the individual magnets (indicated by N / S poles) shown in Fig. 9 include neodymium magnets and samarium cobalt magnets. All of them have a strong magnetic force of 3,000 Gauss or more, but it will be understood by a person skilled in the art that the characteristics such as the temperature characteristics and the intensity are different from each other and the characteristics can be compared and a suitable magnet can be selected according to the application.

이 중 네오디뮴 자석은 5,500 가우스 가량의 자력을 발휘하는 가장 강력한 자석인데, 온도 특성이 좋지 않아 섭씨 60도 내지 80도 이상의 온도에서 사용하게 될 경우에는 그 자력이 약해질 수 있다. 다만, 특수한 가공을 통한다면 섭씨 220도의 내열성을 가진 네오디뮴 자석, 즉 고온용 네오디뮴 자석을 활용할 수 있다. 그 반면, 사마륨코발트 자석은 네오디뮴 자석보다 10~20% 약한 2,000 ~ 3,500 가우스의 자력을 지니고 있으나, 그 온도 특성은 우수하여 최대 섭씨 350도의 고온에서도 그 자력을 잃지 않는다. Among them, neodymium magnets are the most powerful magnets that exert 5,500 gauss of magnetic force. However, they have poor temperature characteristics and their magnetic force can be weakened when they are used at temperatures of 60 to 80 degrees Celsius. However, it is possible to utilize a neodymium magnet having a heat resistance of 220 degrees Celsius, that is, a high-temperature neodymium magnet, through special processing. On the other hand, the samarium cobalt magnet has a magnetic force of 2,000 ~ 3,500 gauss which is 10 ~ 20% weaker than the neodymium magnet, but its temperature characteristic is excellent and it does not lose its magnetic force even at a high temperature of 350 degrees Celsius maximum.

특수한 가공을 통한 네오디뮴 자석을 사용할 수도 있으나 더 강한 자력을 얻기 위하여, 본 발명자는 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이 여러 네오디뮴 자석 또는 사마륨코발트 자석을 얇은 스테인리스 케이스 내에 서로 포개지도록 배열하여 압축하는 방식으로 얻은 자석을 이용하였다.Neodymium magnets through special machining may be used, but in order to obtain a stronger magnetic force, the present inventors have found that by arranging and compressing several neodymium magnets or samarium cobalt magnets together in a thin stainless steel case as shown schematically in FIG. 9 The obtained magnet was used.

다음으로, 도 3a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 코일 고정체의 길이방향 단면도이고, 도 3b는 길이방향에 수직으로 취한 도 3a의 코일 고정체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 3c는 도 3a의 코일 고정체의 부분 단면 사시도이다.3A is a longitudinal cross-sectional view of the coil fixing body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 3B is a cross-sectional view passing through the center of the coil fixing body of FIG. 3A taken perpendicularly to the longitudinal direction, 3c is a partial cross-sectional perspective view of the coil fixture of Fig.

도 1a 및 도 3a 내지 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 고전압 발전기는, 상기 내부 자석 회전체(20)를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제1 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 코일 고정체(17)를 더 포함하는데, 상기 코일 고정체(17)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 3개 이상의 권취 코일체(18)가 삽입되고, 상기 권취 코일체(18)는 보빈(bobbin) 없이 권취된 코일을 포함하며, 상기 코일 고정체(17)의 축방향에 수직인 상기 권취 코일체(18)의 단면에서 상기 권취된 코일은 서로 전체 정렬되도록 배치된다. 이와 함께, 내부 및 외부 자석 회전체에 의하여 변화하는 자속이 권취 코일체(18)를 통과할 수 있도록 권취 코일체(18)의 권취 축이 코일 고정체(17)의 중심 축을 향하도록 구성할 수도 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.1A and 3A to 3C, a high voltage generator according to the present invention includes a non-magnetic coil fixing body (not shown) radially surrounding the inner magnet rotating body 20 and spaced apart by a predetermined first separation distance Wherein at least three winding coils (18) are inserted at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body (17), and the winding coils (18) are wound in a state of being wound without a bobbin And the wound coils are arranged so as to be wholly aligned with each other in the cross section of the winding coils (18) perpendicular to the axial direction of the coil fixing body (17). The winding shaft of the winding coil unit 18 may be configured to face the central axis of the coil fixing body 17 so that the magnetic flux varying by the inner and outer magnet rotating bodies can pass through the winding coil unit 18 Is apparent to those of ordinary skill in the art.

앞서 설명한 내부 자석 회전체(20)에 삽입된 내부 영구 자석(21)의 개수이자 후술할 외부 자석 회전체에 삽입되는 외부 영구 자석(15)의 개수인 상기 짝수 개는 예컨대 4개, 8개, 12개, 16개, 20개 등일 수 있는데, 이 경우에는 상기 롱형 고전압 발전기는 각각 4극, 8극, 12극, 16극, 20극 등의 발전을 하게 되며, 상기 3개 이상의 권취 코일체(18)는 상기 4극의 경우에 3개, 상기 8극의 경우에 6개, 상기 12극의 경우에 9개, 상기 16극의 경우에 12개, 상기 20극의 경우에 15개일 수 있다.The number of the inner permanent magnets 21 inserted into the inner magnet rotating body 20 described above and the number of the outer permanent magnets 15 to be inserted into the outer magnet rotating body to be described later may be four, 12, 16, 20, and so on. In this case, the long type high-voltage generator generates power of 4 poles, 8 poles, 12 poles, 16 poles, 20 poles, 18 may be three in the case of the four poles, six in the case of the eight poles, nine in the case of the twelve poles, twelve in the case of the sixteen poles, and fifteen in the twenty poles.

요컨대, 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력이 3상이 되도록 구성되는 때에는, 내부 및 외부 영구 자석(21 및 15)의 개수가 짝수 개 n이면 n극 발전이 되는데, 이때 내부 및 외부 영구 자석(21 및 15)은 원주 방향을 따라 360/n 도 간격으로 극의 개수에 따라 N/S극이 배치되며, 권취 코일체(18)는 3n/4 개가 되어 원주 방향을 따라 360도에 3개 이상 극의 개수에 따라 배치될 수 있다. 극수 n이 증가함에 따라 코일 고정체 및 내부 및 외부 자석 회전체의 외경이 커질 수도 있다.In other words, when the electric power generated by the long type high voltage generator according to the present invention is configured to be three phases, if the number of the inner and outer permanent magnets 21 and 15 is an even number n, The magnets 21 and 15 are arranged at N / S poles according to the number of poles at intervals of 360 / n along the circumferential direction, and the winding coils 18 are 3n / And can be arranged according to the number of the odd-numbered poles. As the number of poles n increases, the outer diameter of the coil fixture and the inner and outer magnet rotors may become larger.

한편, 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력이 단상이 되도록 구성되는 때에는, 전술한 간격과 상이하게 내부 및 외부 영구 자석(21 및 15)과 권취 코일체(18)가 배치될 수 있음은 물론이다.On the other hand, when the power generated by the long type high voltage generator according to the present invention is configured to have a single phase, the inner and outer permanent magnets 21 and 15 and the winding coils 18 may be disposed differently from the above- Of course.

일 예시로서, 상기 3개 이상의 권취 코일체(18)는 3개의 권취 코일체이며, 상기 코일 고정체(17)에 원주 방향을 따라 120도 간격으로 삽입되어 있을 수 있다.As one example, the three or more wound coil coils 18 may be three wound coil coils, and may be inserted into the coil coils 17 at intervals of 120 degrees along the circumferential direction.

바람직하게는, 상기 권취 코일체(18)에 포함된 상기 권취된 코일은 절연 가공된 절연 코일일 수 있다. 본 발명에서는 코일 단락의 발생 없이 고전압에 도달하기 위하여 각종 절연체가 이용될 수 있다.Preferably, the wound coil included in the wound coil unit 18 may be an insulated coil. In the present invention, various insulators may be used to reach a high voltage without causing a short circuit of the coil.

여기에서 '절연체'는 전하의 이동을 방해하는 물질로서, 전류가 흐르지 않는 부도체를 지칭하는 용어이다. 이와 같은 절연체조차도 직류가 아닌 교류에서는 전류가 흐를 수 있다. 절연체도 유전율을 가지고 있기 때문에 교류 전류를 인가하게 되면 미소하게나마 유전율의 크기에 비례하여 변위 전류 혹은 분극 전류가 흐르기 때문이다. 절연체인 공기 중으로 전자기파가 진행할 수 있는 이유가 바로 이와 같은 분극 전류의 존재 때문이다. 요컨대, 절연성이 매우 우수한 절연체는 유전율이 극히 작은 유전체를 일컫는 것이다.Here, 'insulator' is a term that refers to a nonconductive material that interferes with the movement of electric charge. Even such an insulator can flow a current in an alternating current other than direct current. Since an insulator also has a dielectric constant, if an alternating current is applied, the displacement current or the polarization current flows in proportion to the magnitude of the dielectric constant. The reason why electromagnetic waves can travel into the insulator air is the existence of such a polarization current. In short, an insulator having a very good insulating property refers to a dielectric material having an extremely small dielectric constant.

참고로, 도 10은 본 발명에 따른 일 예시적 권취 코일체(18)의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of an exemplary winding coils 18 according to the present invention.

본 발명에서 상기 절연 코일을 형성하는 한 가지 방안으로서, 구리선에 석영계 유리 피막을 입혀 고전압에도 코일이 소손되지 않도록 할 수 있는데, 이는 폴리에스테르 혼합 광섬유식 유리 절연물을 높은 온도에서 녹여 석영계 유리 피막으로서 구리선에 입혀 밀봉한 절연 코일(101)이다. 여기에서, 폴리에스테르가 혼합된 소재를 고온에서 녹여 압출식 노즐을 통하여 구리선에 최소 0.020mm 내지 최대 0.135mm의 유리 피막을 입히므로 광섬유식 유리 절연이라고 지칭한다. 구리선 위에 형성된 폴리에스테르 혼합 석영계 유리 피막으로써 내구성 및 절연 강도, 기계적 강도, 유연성, 내습성, 내화학성 및 내열성을 도모하여 섭씨 300도에도 그 유리 피막이 파괴되지 않는 것이 장점이다.As one of the methods of forming the insulating coil in the present invention, a quartz glass coating may be applied to the copper wire to prevent the coil from being burned even under a high voltage. This is because the glass- And is an insulating coil 101 which is wrapped around a copper wire and sealed. Here, the polyester mixed material is melted at a high temperature and is coated with a glass coating of at least 0.020 mm to a maximum of 0.135 mm on a copper wire through an extrusion nozzle, so that it is referred to as an optical fiber glass insulation. It is a polyester mixed glass quartz glass coating formed on a copper wire, and it is advantageous that the glass coating is not broken even at 300 degrees Celsius for durability, insulation strength, mechanical strength, flexibility, moisture resistance, chemical resistance and heat resistance.

이와 같은 유리 절연은 얇은 두께로 코일을 유지하여 실용적으로 권취할 수 있게 할 수 있으므로 그 활용도가 매우 큰바, 66kV의 고전압에 이르기까지 누설 전위가 발생하지 않아 그 절연이 파괴되지 않음이 본 발명자의 실험에 의하여 입증되었다. 그 결과로서, 상기 절연 코일을 형성하는 구리선의 특성과 유리 피막의 두께, 절연 코일의 절연, 저항, 전류, 전압 등의 관계를 나타낸 표는 아래 표 1과 같다.Since such a glass insulation can be wound to a practical thickness by holding a coil with a thin thickness, the utilization of the glass insulation is very high. Therefore, the leakage potential does not occur until a high voltage of 66 kV and the insulation is not destroyed. ≪ / RTI > As a result, the table showing the relationship between the characteristics of the copper wire forming the insulating coil, the thickness of the glass film, the insulation of the insulating coil, resistance, current, and voltage is shown in Table 1 below.

코 일 종 류Coil type 폴리에스테르 혼합 석영계 코일 피막코팅Polyester Mixed Quartz Coil Coating Coating 동 선(㎟)Copper wire (㎟) 0.30.3 0.50.5 0.80.8 1.01.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 33 3.53.5 44 55 66 동 선 종 류Copper wire type 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 원형circle 각형Square 각형Square 유리 피막 (㎜)Glass coating (mm) 0.0200.020 0.0250.025 0.0300.030 0.0350.035 0.0400.040 0.0450.045 0.0500.050 0.0550.055 0.0600.060 0.0650.065 0.0700.070 0.0750.075 저항값 (Ω/㎞)Resistance value (Ω / ㎞) 257257 9090 3535 2222 13.313.3 10.510.5 8.008.00 6.976.97 5.965.96 4.954.95 4.104.10 3.303.30 온 도 (°C)Temperature (° C) 300300 230230 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 코일 전류(A)Coil current (A) 22 44 66 88 1212 1414 1616 1818 2020 2222 2525 2828 절연파괴전압(KV)Breakdown voltage (KV) 0.5 ~ 2300.5 to 230 코일 턴수(회)Number of coil turns (times) 5,000 ~ 55,0005,000 ~ 55,000 내 경(Ø)Inner diameter (Ø) 1010 1515 2525 3030 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 7070 외 경(Ø)External diameter (Ø) 25 ~ 200025 ~ 2000 외경 길이(㎜)Outer diameter (mm) 50~10050-100 101~200101 ~ 200 201~300201-300 301~400301 ~ 400 401~500401 to 500 501~600501 ~ 600 601~700601 to 700 701~800701 ~ 800 801~900801 to 900 901~1000901 to 1000 1001~12001001-1200 1201~14001201 to 1400 권취 폭(㎜)Wrapping width (mm) 15 ~ 60015 ~ 600 발전전압(KV)Power generation voltage (KV) 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3상 결 선Three-phase wire (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) 변압기권수비Turning ratio of transformer 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 변압기2차전압(V)Transformer secondary voltage (V) 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 동 선(㎟)Copper wire (㎟) 77 88 99 1010 1515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050 동 선 종 류Copper wire type 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 각형Square 유리피막(㎜)Glass coating (mm) 0.0800.080 0.0850.085 0.0900.090 0.0950.095 0.1000.100 0.1050.105 0.1100.110 0.1150.115 0.1200.120 0.1250.125 0.1300.130 0.1350.135 저항값(Ω/㎞)Resistance value (Ω / ㎞) 2.932.93 2.592.59 2.252.25 1.911.91 1.521.52 1.151.15 0.7800.780 0.6670.667 0.5540.554 0.4980.498 0.4420.442 0.3860.386 온 도 (°C)Temperature (° C) 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 코일 전류(A)Coil current (A) 3232 3636 4040 4545 5050 5555 6060 6565 7070 7575 8080 8585 절연파괴전압(KV)Breakdown voltage (KV) 0.5 ~ 2300.5 to 230 코일 턴수(회)Number of coil turns (times) 5,000 ~ 55,0005,000 ~ 55,000 내 경(Ø)Inner diameter (Ø) 7575 8080 8585 9090 9595 100100 105105 110110 115115 120120 125125 130130 외 경(Ø)External diameter (Ø) 25 ~ 200025 ~ 2000 외경길이(㎜)Outer diameter (mm) 1401~16001401 to 1600 1601~18001601-1800 1801~20001801-2000 2001~22002001 ~ 2200 2201~24002201-2400 2401~26002401 to 2600 2601~28002601-2800 2801~30002801-3000 3001~32003001 to 3200 3201~34003201 to 3400 3401~36003401 to 3600 3601~38003601 to 3800 권취 폭(㎜)Wrapping width (mm) 15 ~ 60015 ~ 600 발전전압(KV)Power generation voltage (KV) 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3.3~1543.3 ~ 154 3상 결선방법Three phase connection method (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) (△)~(Y)(?) To (Y) 변압기권수비Turning ratio of transformer 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 15~405/115 ~ 405/1 변압기2차전압(V)Transformer secondary voltage (V) 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380 220~380220 ~ 380

표 1에 나타난 바와 같이 상기 절연 코일은 3.3~14kV의 소형 발전기용 코일에 관한 절연파괴 시험을 통과하였으며, 14~25kV의 중형 발전기는 물론 25~35kV, 35~66kV, 66~220kV의 대형 발전기용 코일에 관한 절연파괴 시험도 통과하였는바, 상기 절연 코일이 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에서 이용하기에 적합하다는 점을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.반면에, 종래에 흔히 이용되던 폴리에스테르의 구리선 바니쉬 피막은 전기적 전도율이 좋은 구리선의 용도에 따라 여러 특성을 가진 절연 바니쉬를 피막 처리하여 고온에서 여러 번 성형하여 만들어내는 것인데, 이와 같은 폴리에스테르 바니쉬 피막은 그 내열 한계가 섭씨 220도이고, 내화학성은 내유성과 내용매성이 우수한 반면에 피막흠성이 약하고, 유연성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 내전압성은 10kV 정도에 그쳐, 10kV 이상의 고전압 절연 처리는 별도의 절연 피막에 의하여야 하고, 절연 피막의 두께를 두껍게 하게 되면 코일 부피도 커지므로 효율적인 권선 방식이 이루질 수 없다는 단점이 있다. 내전압성을 높이기 위해서는 코일의 부피가 커지므로 주로 저전압에 적합하며, 변압기의 권선법에 활용된다.As shown in Table 1, the insulation coil passed the insulation breakdown test for a small generator coil of 3.3 to 14 kV, and it was tested for a large generator of 25 to 35 kV, 35 to 66 kV, and 66 to 220 kV as well as a medium- As a result of the insulation breakdown test on the coil, it will be appreciated by those skilled in the art that the insulation coil is suitable for use in the long type high voltage generator according to the present invention. On the other hand, The copper varnish film is formed by coating an insulating varnish having various characteristics depending on the use of a copper wire having a good electrical conductivity and molding it at a high temperature several times. Such a polyester varnish film has a heat resistance limit of 220 degrees Celsius, The chemical property is disadvantageous in that it is excellent in oil resistance and solvent resistance, but is weak in film-forming property and in flexibility. In addition, the withstand voltage is about 10 kV, and the high-voltage insulation treatment of 10 kV or more requires a separate insulation film. If the thickness of the insulation film is increased, the coil volume becomes too large and an efficient winding method can not be achieved. In order to increase the withstand voltage, the volume of the coil is increased, so it is suitable for low voltage and it is used in winding method of transformer.

본 발명에 따른 유리 피막 절연은 표 1의 특성을 보이는바, 도 9에 예시적으로 도시된 바와 같이, 코일의 단면이 서로 육방정계(a) 또는 정사각정계(b)가 되게끔 전체 정렬되도록 하는 권선 방식을 통하여 권취 코일체(18)를 구성하면 고전압 발전시에 자력선이 왜곡되지 않고, 코일에 부하가 걸리는 때에 코일에 정격 부하 전류값보다 높은 전류가 흐르게 되는 것을 방지할 수 있다.The glass coating insulation according to the present invention exhibits the characteristics shown in Table 1, so that the cross sections of the coils are aligned to be hexagonal (a) or square (b) When the winding coil unit 18 is constructed by the winding method, the magnetic force lines are not distorted at the time of high-voltage power generation, and a current higher than the rated load current value can be prevented from flowing to the coils when a load is applied to the coils.

이와 같은 권선 방식을 취하지 않고 통상적인 방식으로 종래의 에나멜 구리선 등을 이용하여 권선용 보빈에 코일을 감으면, 저압 발전시에는 코일 간의 자력선이 왜곡되어 코일에 정격 전류보다 높은 전류가 흐르고 코일 간의 층간 단락이 발생하지 않지만, 고전압 발전시에는 코일 절연이 파괴되고 층간 단락에 의한 합선이 발생하게 된다. 또한, 저압 발전에 있어서도 코일을 정렬하지 않고 권취하는 경우에는 코일 간의 유도기전력으로 인하여 앞서 언급된 바와 마찬가지로 저항에 의한 손실이 발생하게 된다. 요컨대, 저압이나 고전압 모두에 전체 정렬된 권선 방식을 취하는 것이 발전기의 효율을 높일 수 있는 좋은 방안이 된다.When a coil is wound around a bobbin for winding using a conventional enameled copper wire or the like in a conventional manner without taking such a winding method, a magnetic current line between the coils is distorted at the time of low-voltage power generation so that a current higher than the rated current flows through the coil, However, at high voltage power generation, the coil insulation breaks down and a short circuit occurs due to an interlayer short circuit. Also, in the case of low-voltage power generation, when the coils are wound without being aligned, losses due to resistance are generated as described above due to the induced electromotive force between the coils. In short, it is a good way to increase the efficiency of the generator by adopting a winding system that is fully aligned for both low voltage and high voltage.

다시 도 10을 참조하면, 상기 권취 코일체(18)는 상기 권취된 코일 전체의 주변부에 에폭시 침탄 절연 가공(102)에 의하여 형성된 절연체를 더 포함할 수 있다. 이는, 절연 코일에서 발생될 수 있는 고전압으로 인하여 내부 자석 회전체(20)나 외부 자석 회전체(16)와의 사이에서 코로나가 발생되면 코일과 자석의 아크로 인하여 코일에 손상이 가해질 수 있는데, 이를 방지하고 안전한 고전압 발전을 도모하기 위하여 상기 권취된 코일은 몰드(mold), 예컨대 가압침탄 절연처리형 몰드로써 밀봉시켜줘야 할 필요가 있기 때문이다. 이에 관하여 부언하면, 저압 발전에서는 몰드형 2차 절연까지 할 필요가 없으나, 고전압 발전에서는 권취된 코일에 필히 2차 절연 처리를 해야 하기 때문에, 권취된 코일을 몰드형으로 밀봉시키는 것이다.Referring again to Fig. 10, the winding coils 18 may further include an insulator formed by an epoxy carburization insulator 102 at the periphery of the entire wound coil. This is because, when a corona is generated between the inner magnet rotating body 20 and the outer magnet rotating body 16 due to the high voltage that can be generated in the insulating coil, the coil may be damaged due to the arc of the magnet and the magnet. And the wound coil needs to be sealed with a mold, for example, a pressurized carburizing insulation-treated mold in order to secure high-voltage power generation. In this regard, it is not necessary to carry out the secondary insulation of the mold type in the low-pressure power generation, but in the high-voltage power generation, the wound coil must be subjected to the secondary insulation treatment.

본 발명의 고전압 발전기용으로 이용될 수 있는 절연 소재에는 다음과 같은 것들이 있다.Insulating materials that can be used for the high voltage generator of the present invention include the following.

우선, 글래스 적층판은 얇은 수지 시트를 적층하여 가압 가열하는데, 수지는 주로 열경화성 수지(페놀, 에폭시, 실리콘, 폴리에스테르 등)를 사용하고 여기에 다양한 보강재(종이, 면직물, 유리 섬유 직물 및 부직포 등)를 사용하여 높은 내열성 및 뛰어난 기계적 강도 및 전기절연성을 가져 절연재, 단연재, 보강재 등으로 많이 이용된다. 그 중 난연성 에폭시 글래스 적층판(베크라이트, bakelite) 및 에폭시 판재가 대표적이고, 직물/부직포 형태의 얇은 보강 시트에 수지를 함침하고 원하는 두께를 얻기 위한 성형 후에 두께 면취가공을 하기도 한다. 이 난연성 에폭시 글래스 적층판은 체적저항률이 10-20Ω㎝이고, 충격 강도는 아조드, 노치 부착으로 10Kg㎝/㎝이상이며, 그 차폐 효과는 장기간 유지되고, 기계적 전기적 강도 특성이 우수하다. 또한, 난연성 에폭시 글래스 적층판의 전기절연성은 저압 및 고압의 100(KV/㎜) 이하이고, 내열성은 섭씨 180도 이하에서 우수하며, 내마모성이 좋다.First, the glass laminate is laminated with a thin resin sheet and heated under pressure. The resin is mainly made of thermosetting resin (phenol, epoxy, silicone, polyester, etc.) and various reinforcing materials (paper, cotton fabric, glass fiber fabric, non- , It has high heat resistance, excellent mechanical strength and electric insulation and is widely used as an insulating material, a sheathing material, a reinforcing material, and the like. Among them, flame retardant epoxy glass laminate (bakelite) and epoxy plate are typical, and a thin reinforcing sheet of a woven / non-woven form is impregnated with a resin and a thickness chamfering is performed after molding to obtain a desired thickness. The flame-retardant epoxy glass laminate has a volume resistivity of 10-20? Cm and an impact strength of 10 Kgcm / cm or more with an azod or notch. The shielding effect is maintained for a long time, and the mechanical and electrical strength characteristics are excellent. Further, the electrical insulation of the flame-retardant epoxy glass laminate sheet is 100 (KV / mm) or less at low and high pressures, the heat resistance is excellent at 180 degrees Celsius or less, and the abrasion resistance is good.

다음으로, 세라믹은 비금속 무기 화합물을 원료로 성형 형상화하여 열처리 공정을 거쳐 만든 제품으로 이용한다. 또한, 세라믹은 비금속 또는 무기질 재료를 고온에서 가공, 성형하여 만든 제품으로서 종류가 다양하며, 이에는 천연 원료를 그대로 사용한 코스 세라믹, 정제하여 가공한 파인 세라믹이 있다. 이와 같은 세라믹의 특성으로는 절연 또는 축전하거나 전기를 통하면 소리를 내거나, 습도, 산소 함유량을 감지하거나, 고열에 잘 견디거나, 가벼우면서도 강도가 높다는 등등의 성질이 있으며, 그 용도는 저전압, 고전압, 초고전압 등의 전기절연체, 자기, 기계, 화학, 광학, 바이오 등 분야에 광범위하게 사용된다.Next, ceramic is used as a product that is formed by molding non-metallic inorganic compound into raw material and subjected to heat treatment process. Ceramic is a product made by processing or molding a non-metallic or inorganic material at high temperature. There are various types of ceramic, such as a course ceramic using the raw material as it is, and a fine ceramic processed by refining. The characteristics of such ceramics are such that they make sound when they are insulated, stored or electricity, they sense humidity, oxygen content, they are resistant to high heat, they are light and have high strength, and their applications are low voltage, high voltage , Electrical insulators such as ultra-high voltage, magnetic, mechanical, chemical, optical, and biotechnology.

이와 같은 세라믹은 금속이나 플라스틱과는 달리 상당히 높은 온도가 될 때까지는 용융이나 분해되지 않는다. 달리 말하면, 내열성 혹은 내화성이 탁월하고, 용광로, 우주선의 선미 부분 등의 내열 재료로서 다양한 분야에 활용되고 있다. 이는 앞서 말한 바와 같이 융점이 높고 고온에서 산화되기 어렵고 고온에서 안전하다는 특성을 가지고 있기 때문이다. 세라믹의 전기적 성질로서 도자기나 유리는 전기를 거의 통하지 않기 때문에 절연 재료로서 이용되고 있으며, 적절히 조합하면 금속보다는 전도성이 낮고 절연체보다는 전도성이 높은 재료를 만들 수 있다.Unlike metals and plastics, such ceramics do not melt or decompose until they reach a very high temperature. In other words, it is excellent in heat resistance or fire resistance and is utilized in various fields as a heat resistant material such as a blast furnace and a stern part of a space ship. This is because, as mentioned above, it has a characteristic that it has a high melting point, is hardly oxidized at a high temperature and is safe at a high temperature. Ceramics and glass are used as insulating materials because ceramics and glass have almost no electricity, and when combined properly, materials with lower conductivity and higher conductivity than insulators can be made.

이와 같은 세라믹의 전기적 특성에 의하여 열 교환기, 태양 전지, 연료 전지, 열전 소자, 가스 터빈, 가스 소재, 광학 소재, 압전 소자, 반도체, 유전 등에 활용된다. 전기절연성은 저압에서부터 초고전압의 746kV에 이르기까지 절연성을 유지할 수 있다. 높은 내열성을 가져 섭씨 1400도에서도 그 인장 강도에 변함이 없다. 세라믹의 기계적 강도는 우수하나, 반면 깨지기 쉬운 단점이 있다. 이러한 단점에서도 불구하고 세라믹은 널리 쓰이고 있으며, 계속해서 그 특성이 개량되고 있다.Such electrical properties of ceramics are utilized in heat exchangers, solar cells, fuel cells, thermoelectric devices, gas turbines, gas materials, optical materials, piezoelectric devices, semiconductors, and dielectric materials. Electrical insulation can maintain insulation up to 746 kV from low voltage to very high voltage. It has high heat resistance and its tensile strength does not change even at 1400 degrees Celsius. The mechanical strength of the ceramic is excellent, but it is fragile. Despite these drawbacks, ceramics are still in widespread use, and their properties have been continually improved.

본 발명의 롱형 고전압 발전기에서 절연체의 사용은 용도별로 달리할 수 있으며, 특히, 전압에 따라 그 용도를 달리할 수 있다. 실제 본 발명자에 의하여 본 발명의 롱형 고전압 발전기의 시험에 3.3kV ~ 55kV까지는 절연체로서 베크라이트가 사용되었는데, 통상의 기술자는 3.3kV ~ 345kV 범위 내에서 세라믹도 절연체로서 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the long type high voltage generator of the present invention, the use of the insulator may be different depending on the use, and in particular, the application may be different depending on the voltage. Actually, in the test of the long type high voltage generator of the present invention by the present inventor, Beckrite was used as an insulator up to 3.3 kV to 55 kV, and it is understood that a ceramic can also be used as an insulator in the range of 3.3 kV to 345 kV .

본 발명의 일 실시예에서, 상기 코일 고정체(17)에서 비자성체로 이용된 것은 절연 파괴 전압이 1500 kV 이하인 가공된 세라믹일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the non-magnetic material used in the coil fixture 17 may be a processed ceramic having an insulation breakdown voltage of 1500 kV or less.

다시 도 3a 내지 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 권취 코일체(18)는 상기 코일 고정체(17)의 절연 부재 내에 실장될 수 있다. 도 3b 내지 3c에 도시된 상기 코일 고정체(17)의 도면들로써 예시적으로 도시된 바와 같이 권취 코일체(18)는 3개로 구성될 수 있는바, 본 발명에 따른 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력이 3상이 되도록 권취 코일체(18)가 △ 또는 Y의 3상으로 결선될 수 있으며, 발생되는 전력이 단상이 되도록 권취 코일체(18)가 단상으로 결선될 수도 있다.Referring again to Figs. 3A to 3C, the winding coils 18 according to the present invention can be mounted in the insulating member of the coil fixing body 17. Fig. As shown exemplarily by the drawings of the coil fixing body 17 shown in Figs. 3 (b) to 3 (c), the winding coils 18 can be constituted by three, and the coil coils 18 generated by the long type high voltage generator according to the present invention The winding coil unit 18 may be connected in three phases of? Or Y so that the electric power becomes three phases, and the winding coil unit 18 may be connected in a single phase so that the generated electric power is single-phase.

본 발명의 롱형 고전압 발전기의 일 실시예에 따르면, 권취 코일체(18)가 △ 또는 Y의 3상으로 결선되는 경우에, 코일 고정체(17)의 개수 n에 따라서 상당으로 직렬 연결되는 권취 코일체(18)의 개수도 n개가 된다. 예컨대, 코일 고정체가 2개이면, 출력되는 전압은 0.75 kV ~ 120 kV일 수 있으며, 코일 고정체가 3개이면, 출력 전압은 0.75 kV ~ 180 kV일 수 있고, 코일 고정체가 4개이면, 출력 전압은 0.75 kV ~ 240 kV일 수 있으며, 코일 고정체가 5개이면, 출력 전압은 0.75 kV ~ 300 kV일 수 있다. 이 실시예에 따르면, 코일 고정체의 개수가 1개 증가할수록 출력 전압의 상한이 60 kV 씩 증가할 수 있다. 다만, 통상의 기술자는 코일 고정체의 개수에 따른 출력 전압이 반드시 이와 같은 범위로 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.According to the embodiment of the long type high voltage power generator of the present invention, when the winding coils 18 are connected in three phases of? Or Y, the winding coils 18, which are connected in series according to the number n of the coil fixing bodies 17, The number of the integral members 18 is also n. For example, if there are two coil fixtures, the output voltage may be 0.75 kV to 120 kV, and if there are three coil fixtures, the output voltage may be 0.75 kV to 180 kV, and if there are four coil fixtures , The output voltage can be 0.75 kV to 240 kV, and if there are 5 coil fixtures, the output voltage can be 0.75 kV to 300 kV. According to this embodiment, the upper limit of the output voltage may increase by 60 kV as the number of coil fixtures increases by one. It is to be understood, however, that the output voltage according to the number of coil fixing bodies is not necessarily limited to such a range.

다음으로, 도 4a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 외부 자석 회전체의 길이방향 단면도이고, 도 4b는 길이방향에 수직으로 취한 도 4a의 외부 자석 회전체의 중심을 지나가는 단면도이며, 도 4c는 도 4a의 외부 자석 회전체의 부분 단면 사시도이다.4A is a longitudinal cross-sectional view of the outer magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment, FIG. 4B is a sectional view passing through the center of the outer magnet rotating body of FIG. 4A taken perpendicularly to the longitudinal direction And Fig. 4C is a partial cross-sectional perspective view of the outer magnet rotating body of Fig. 4A.

도 1a 및 도 4a 내지 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 고전압 발전기는, 상기 코일 고정체를 반경 방향으로 포위하되 소정의 제2 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 외부 자석 회전체(16)를 더 포함하는데, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석(15)이 상기 짝수 개의 내부 영구 자석(21)에 대응되도록 상기 외부 자석 회전체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 교번하여 삽입되고, 상기 외부 영구 자석(15)과 상기 내부 영구 자석(21)의 대향되는 양측은 서로 극성을 달리하고, 상기 코일 고정체의 일 단부에 인접하는 연결 플레이트(23; 도 6a 내지 도 6c 참조)에 의하여 상기 내부 자석 회전체와 고정 결합된다. Referring to FIGS. 1A and 4A to 4C, the high voltage generator according to the present invention includes a non-magnetic external magnet rotating body 16 radially arranged in the coil fixing body and spaced apart by a predetermined second separation distance Wherein the even number of external permanent magnets 15 are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction of the external magnet rotating body so as to correspond to the even number of internal permanent magnets 21 and the external permanent magnets 15 And the opposing sides of the inner permanent magnet 21 are different in polarity from each other and are connected to each other by the connecting plate 23 (see Figs. 6A to 6C) adjacent to one end of the coil fixing body, And is fixedly coupled.

앞서 언급된 상기 내부 영구 자석(21)과 마찬가지로, 여기에서 상기 외부 영구 자석(15)은 외부 자석 회전체(16)의 절연 부재 내에 실장될 수 있다.Like the internal permanent magnet 21 mentioned above, the external permanent magnet 15 can be mounted in the insulating member of the external magnet rotating body 16 here.

바람직하게는 외부 영구 자석(15)은 외부 자석 회전체(16)의 내측면에 노출되도록 실장될 수 있다.Preferably, the outer permanent magnet 15 may be mounted so as to be exposed to the inner surface of the outer magnet rotating body 16.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 회전 샤프트(10)의 회전수는 저속에서 120 RPM(rotations per minute) 이상 고속에서 12,600 RPM 이하일 수 있으며, 그 결과 상기 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력의 정격 주파수는 저속에서의 60Hz 이상 고속에서 420Hz 이하일 수 있다.Also, in an embodiment of the present invention, the number of revolutions of the rotary shaft 10 may be 12,600 RPM or less at a high speed of 120 RPM (Rotations per minute) or more at a low speed, and as a result, the rated value of the electric power generated by the long type high- The frequency may be less than 420 Hz at high speeds above 60 Hz at low speeds.

바람직하게는, 상기 3개 이상의 권취 코일체(18)는 서로 동일한 치수를 가질 수 있고, 상기 짝수 개의 내부 영구 자석(21)은 서로 동일한 치수를 가질 수 있으며, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석(15)은 서로 동일한 치수를 가질 수 있다. 이 경우, 더 바람직하게는, 상기 내부 영구 자석(21)의 외측 호의 길이는 상기 권취 코일체(18)의 내측 호의 길이와 같거나 그보다 더 클 수 있으며, 상기 외부 영구 자석(15)의 내측 호의 길이는 상기 권취 코일체의 외측 호의 길이와 같거나 그보다 클 수 있다. 이는, 내부 및 외부 영구 자석(21, 15)에 의한 자기력선 내에 권취 코일체(18)를 위치시켜 효율적인 발전을 도모하기 위함이다.Preferably, the three or more winding coils 18 may have the same dimensions as each other, and the even number of the inner permanent magnets 21 may have the same dimensions as each other, Can have the same dimensions. In this case, more preferably, the length of the outer arc of the inner permanent magnet 21 may be equal to or longer than the length of the inner arc of the winding coils 18, and the inner arc of the outer permanent magnet 15 The length may be equal to or greater than the length of the outer arc of the winding coils. This is to position the winding coils 18 within the magnetic lines of force generated by the inner and outer permanent magnets 21 and 15 to achieve efficient power generation.

도 5a는 상기 일 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 포함되는 회전 샤프트, 상기 코일 고정체 및 상기 내부 자석 회전체가 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 5b는 도 5a의 좌측에서 도 5a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 5c는 도 5a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.5A is a longitudinal sectional view showing a state in which the rotating shaft, the coil fixing body and the inner magnet rotating body included in the long type high voltage generator according to the embodiment are assembled, and FIG. 5B is a cross- FIG. 5C is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of FIG. 5A. FIG.

또한, 도 6a는 도 5a의 조립 상태에 외부 자석 회전체가 더 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 6b는 도 6a의 좌측에서 도 6a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 6c는 도 6a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.6A is a longitudinal sectional view showing a state in which the outer magnet rotating body is further assembled in the assembled state of FIG. 5A, FIG. 6B is a view showing the assembled state of FIG. 6A from the left side of FIG. 6c is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Fig. 6a.

그리고 도 7a는 도 6a의 조립 상태에 지지 케이스의 일부가 더 조립된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 좌측에서 도 7a의 조립된 상태를 바라보는 시점의 도면이며, 도 7c는 도 7a의 조립된 상태의 부분 단면 사시도이다.7A is a longitudinal sectional view showing a state in which a part of the support case is further assembled in the assembled state of Fig. 6A, Fig. 7B is a view of the assembled state of Fig. 7A from the left side of Fig. Is a partial cross-sectional perspective view of the assembled state of Figure 7a.

도 7a 내지 7c를 참조하면, 내부 자석 회전체(20)와 코일 고정체(17) 간에 상기 소정의 제1 이격 거리가 유지되고 외부 자석 회전체와 코일 고정체 간에 상기 소정의 제2 이격 거리가 유지되는 채로 상기 회전 샤프트(10)가 자유로이 회전 가능하도록, 본 발명에 따른 고전압 발전기는, 상기 코일 고정체(17)를 고정하고 상기 회전 샤프트(10)를 지탱하는 베어링 구조(3)를 포함하는 지지 케이스를 더 포함한다. 이 지지 케이스는 도 1a, 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이 그 구성요소로서 절연 케이스(7), 제1 본체 금속 지지판(2), 베어링 구조(예컨대, 샤프트 베어링; 3), 내부 절연 지지판(4), 및 제2 본체 금속 지지판(25)을 포함할 수 있으며, 예컨대, 절연 케이스(7)의 반경방향 단면은 사각형일 수 있다.7A to 7C, when the predetermined first separation distance is maintained between the inner magnet rotating body 20 and the coil fixing body 17 and the predetermined second separation distance between the outer magnet rotating body and the coil fixing body is The high voltage generator according to the present invention includes a bearing structure 3 for fixing the coil fixing body 17 and supporting the rotary shaft 10 so that the rotary shaft 10 can freely rotate while being held And a support case. The support case comprises an insulating case 7, a first body metal support plate 2, a bearing structure (e.g., a shaft bearing 3), an inner insulating support plate 4 And a second body metal support plate 25, for example, the radial cross section of the insulating case 7 may be rectangular.

이때, 내부 자석 회전체(20)와 코일 고정체(17) 간의 제1 이격 거리의 최소 거리는 0.7mm 이상 15mm 이하이며, 외부 자석 회전체와 코일 고정체 간의 제2 이격 거리의 최소 거리도 0.7mm 이상 15mm 이하인 것이 바람직하다. 권취 코일체(18)와 내부 또는 외부 영구 자석(21, 15)의 거리가 멀어질수록 발전 효율이 떨어지는바, 상기 최소 거리를 줄임으로써 발전기의 소형화와 발전의 효율화를 꾀할 수 있으나, 절연 파괴나 흔들림에 의한 접촉으로 인한 운동 에너지 소실을 방지하기 위하여 고속 회전에서 소음 및 진동이 최소화되도록 회전체의 오차를 ±0.3% 이내로 하는 가공 밸런싱을 수행하고, 내부 자석 회전체(20)와 코일 고정체(17) 간의 최소 거리와 외부 자석 회전체와 코일 고정체 간의 최소 거리를 적절히 확보해야 할 필요가 있다. 이에 본 발명자가 시험 운전을 통하여 선택한 최소의 수치는 상기 0.7mm이다. At this time, the minimum distance of the first distance between the inner magnet rotating body 20 and the coil fixing body 17 is 0.7 mm or more and 15 mm or less, and the minimum distance of the second distance between the outer magnet rotating body and the coil fixing body is 0.7 mm Or more and 15 mm or less. As the distance between the winding coils 18 and the inner or outer permanent magnets 21 and 15 increases, power generation efficiency decreases. By reducing the minimum distance, the generator can be miniaturized and power generation efficiency can be improved. However, In order to prevent the loss of kinetic energy due to the contact due to the shaking, the processing balancing is performed so that the error of the rotating body is within ± 0.3% so that the noise and the vibration are minimized at high speed, and the inner magnet rotating body 20 and the coil fixing body 17) and the minimum distance between the outer magnet rotating body and the coil fixing body. Therefore, the minimum value selected by the inventor through the test operation is 0.7 mm.

다만, 본 발명의 통상의 기술자는 본 발명의 요지에서 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 최소 거리를 0.7mm 미만으로 낮추는 시도를 할 수도 있을 것이다.It will be appreciated, however, by one of ordinary skill in the art that attempts may be made to lower the minimum distance to less than 0.7 mm, without departing from the gist of the present invention.

도 8은 본 발명의 상기 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기의 분해 조립도이다.8 is an exploded view of a long type high voltage generator according to the embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 롱형 고전압 발전기의 이 실시예에는 너트 원형판(5), 고정 금속 링(6), 케이스 고정 볼트(8), 내부 자석 회전체 고정 볼트(9), 고정 원형 링(11), 외부 자석 회전체 및 베어링 고정체(12), 외부 자석 회전체 베어링(13), 외부 자석 회전체 베어링 고정 링(14), 내부 베어링 고정 링(19), 내부 자석 회전체 베어링(22), 내부 자석 회전체 베어링 고정 링(24)과 같은 부속품이 더 포함될 수 있으나, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이와 같은 부속품의 포함 여부는 전술한 본 발명의 핵심적 기술적 특징에 영향을 미치지 않는다는 점을 이해할 수 있을 것이다.8, the embodiment of the long type high voltage generator includes a nut circular plate 5, a fixed metal ring 6, a case fixing bolt 8, an inner magnet rotating body fixing bolt 9, a fixed circular ring 11, The outer magnet rotating body and bearing fixture 12, the outer magnet rotating bearing 13, the outer magnet rotating bearing fixing ring 14, the inner bearing fixing ring 19, the inner magnet rotating bearing 22, It should be understood by those skilled in the art that the inclusion of such accessories is not intended to impinge upon the essential technical features of the present invention described above It can be understood that it does not exceed.

본 명세서에 포함된 표 1 및 기타 구체적인 수치는 시험용 전동기가 부착된 본 발명의 실시예에 따른 롱형 고전압 발전기에 의하여 실증되었는바, 이와 같이 본 발명은 전술한 실시예들에 걸쳐, 고출력으로 전력 에너지를 얻을 수 있고, 발전기를 소형화, 경량화할 수 있는 효과가 있다. Table 1 and other specific numerical values included in this specification have been demonstrated by a long type high voltage generator according to an embodiment of the present invention to which a test motor is attached. Thus, the present invention can be applied to the above- It is possible to reduce the size and weight of the generator.

이로써 얻어지는 본 발명 기술의 이점은, 발전에 필요한 최소의 치수로 고출력의 전력 생산이 가능하도록, 종래의 발전기와 동일한 용량을 가질 때 그 차지하는 공간은 축소되고, 중량도 감소되는 효과를 갖는 발전기를 제공할 수 있다는 점이다. The advantage of the present invention obtained is that it provides a generator having the effect of reducing the space occupied by the generator and reducing its weight when the generator has the same capacity as that of the conventional generator so that a high output power can be produced with a minimum size required for power generation It is possible to do.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람이라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

[부호의 설명][Description of Symbols]

1: 받침판1:

2: 제1 본체 금속 지지판2: first main body metal support plate

3: 베어링 구조(샤프트 베어링)3: Bearing structure (shaft bearing)

4: 내부 절연 지지판4: Inner insulated support plate

5: 너트 원형판5: Nut circle plate

6: 고정 금속 링6: Fixed metal ring

7: 절연 케이스7: Insulation case

8: 케이스 고정 볼트8: Case fixing bolt

9: 내부 자석 회전체 고정 볼트9: Inner magnet rotating body fixing bolt

10: 회전 샤프트10: rotating shaft

11: 고정 원형 링11: Fixed circular ring

12: 외부 자석 회전체 및 베어링 고정체12: External magnet rotating body and bearing fixture

13: 외부 자석 회전체 베어링13: External magnetic rotary bearing

14: 외부 자석 회전체 베어링 고정 링14: External magnet rotating body bearing retaining ring

15: 외부 영구 자석15: External permanent magnet

16: 외부 자석 회전체16: outer magnet rotating body

17: 코일 고정체17: coil fixing body

18: 권취 코일체18: Coil Coil

19: 내부 베어링 고정 링19: Inner bearing retaining ring

20: 내부 자석 회전체20: inner magnet rotating body

21: 내부 영구 자석21: Inner permanent magnet

22: 내부 자석 회전체 베어링22: Internal magnet rotating bearing

23: 연결 플레이트23: Connecting plate

24: 내부 자석 회전체 베어링 고정 링24: Inner magnet rotating bearing retention ring

25: 제2 본체 금속 지지판25: second body metal support plate

101: 절연 코일101: Insulation coil

102: 에폭시 침탄 절연 가공102: Epoxy Carbide Insulation Processing

Claims (8)

고전압 발전기에 있어서, In a high voltage generator, 원주 방향을 따라 일정 간격으로 짝수 개의 N극 및 S극 내부 영구 자석이 교번하여 삽입되어 있는 비자성체의 내부 자석 회전체로서, 상기 내부 영구 자석은 상기 내부 자석 회전체의 절연 부재 내에 실장되고; 상기 내부 영구 자석은 복수 개의 네오디뮴 자석 또는 사마륨코발트 자석을 얇은 스테인리스 케이스 내에 서로 포개지도록 배열하여 압축하는 방식으로 구성하며; 상기 내부 자석 회전체의 중심부에는 회전 샤프트가 관통 고정되어 있는, 내부 자석 회전체; An inner magnet rotating body of a nonmagnetic material in which an even number of N pole and S pole inner permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along a circumferential direction, the inner permanent magnet being mounted in an insulating member of the inner magnet rotating body; The inner permanent magnet is configured in such a manner that a plurality of neodymium magnets or samarium-cobalt magnets are arranged and compressed so as to overlap each other in a thin stainless steel case; An inner magnet rotating body having a rotating shaft penetratingly fixed to a central portion of the inner magnet rotating body; 상기 내부 자석 회전체를 반경 방향으로 포위하되 0.7mm 이상 15mm 이하의 제1 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 코일 고정체로서, 상기 코일 고정체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 3개 이상의 권취 코일체가 삽입되고, 상기 권취 코일체는 보빈(bobbin) 없이 권취된 코일과 상기 권취된 코일의 주변부에 에폭시 침탄 절연 가공에 의하여 형성된 절연체를 포함하며, 상기 권취된 코일은 절연 코일로서 폴리에스테르 혼합 광섬유식 유리 절연물을 녹여 석영계 유리 피막으로서 0.02mm 내지 0.135mm 두께로 구리선에 입혀 밀봉한 것을 특징으로 하며; 상기 코일 고정체의 축방향에 수직인 상기 권취 코일체의 단면에서 상기 권취된 코일은 서로 전체 정렬되도록 배치되는, 코일 고정체; Wherein the coil retainer is disposed at a first spacing distance of 0.7 mm or more and 15 mm or less while surrounding the inner magnet rotating body in a radial direction, wherein at least three coils are wound at regular intervals along the circumferential direction of the coil fixing body, Wherein the winding coils comprise a coil wound without a bobbin and an insulator formed by epoxy carburizing insulation on the periphery of the wound coil, wherein the wound coil is a polyester mixed optical fiber Type glass insulator is melted and coated as a quartz glass coating to a copper wire with a thickness of 0.02 mm to 0.135 mm; Wherein the wound coils are arranged so as to be wholly aligned with respect to each other at a section of the winding coils perpendicular to the axial direction of the coil fixing body; 상기 코일 고정체를 반경 방향으로 포위하되 0.7mm 이상 15mm 이하의 제2 이격 거리만큼 이격 배치되는 비자성체의 외부 자석 회전체로서, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석이 상기 짝수 개의 내부 영구 자석에 대응되도록 상기 외부 자석 회전체의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 교번하여 삽입되고, 상기 외부 영구 자석과 상기 내부 영구 자석의 대향되는 양측은 서로 극성을 달리하고, 상기 코일 고정체의 일 단부에 인접하는 연결 플레이트에 의하여 상기 내부 자석 회전체와 고정 결합되고, 상기 외부 영구 자석은 상기 외부 자석 회전체의 절연 부재 내에 실장되고; 상기 외부 영구 자석은 복수 개의 네오디뮴 자석 또는 사마륨코발트 자석을 얇은 스테인리스 케이스 내에 서로 포개지도록 배열하여 압축하는 방식으로 구성되는 외부 자석 회전체; 및 Wherein the outer permanent magnet body is a nonmagnetic body separated by a second spacing distance of 0.7 mm or more and 15 mm or less while surrounding the coil fixing body in a radial direction and wherein the even outer permanent magnets are arranged to correspond to the even inner permanent magnets Wherein the outer permanent magnets and the inner permanent magnets are alternately inserted at regular intervals along the circumferential direction of the outer magnet rotating body, and the opposing sides of the outer permanent magnet and the inner permanent magnet are polarized to each other and connected to the connecting plate adjacent to one end of the coil fixing body And the external permanent magnet is mounted in the insulating member of the external magnet rotating body; Wherein the external permanent magnet comprises a plurality of neodymium magnets or samarium-cobalt magnets arranged in a thin stainless steel case so as to be superimposed on each other; And 상기 제1 이격 거리 및 상기 제2 이격 거리가 유지된 채 상기 회전 샤프트가 자유로이 회전 가능하도록 상기 코일 고정체를 고정하고 상기 회전 샤프트를 지탱하는 베어링 구조를 포함하는 지지 케이스And a bearing structure for fixing the coil fixing body and supporting the rotation shaft so that the rotation shaft is freely rotatable while maintaining the first separation distance and the second separation distance, 를 포함하는 롱형 고전압 발전기.Voltage generator. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 전체 정렬은, The full alignment may include, 상기 권취된 코일이 서로 육방정계 또는 정사각정계가 되도록 정렬됨을 포함하는 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.And the wound coils are arranged so as to be in a hexagonal system or a regular square system with respect to each other. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 권취 코일체는 상기 코일 고정체의 절연 부재 내에 실장되는 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.And the winding coils are mounted in an insulating member of the coil fixing body. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 3개 이상의 권취 코일체는 서로 동일한 치수를 가지고, The three or more wound coils are the same size as each other, 상기 짝수 개의 내부 영구 자석은 서로 동일한 치수를 가지며, Wherein the even number of inner permanent magnets have the same dimensions, 상기 짝수 개의 외부 영구 자석은 서로 동일한 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.And the even-numbered external permanent magnets have the same dimensions. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 내부 영구 자석의 외측 호의 길이는 상기 권취 코일체의 내측 호의 길이와 같거나 그보다 크고, The length of the outer arc of the inner permanent magnet is equal to or larger than the length of the inner arc of the winding coils, 상기 외부 영구 자석의 내측 호의 길이는 상기 권취 코일체의 외측 호의 길이와 같거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.Wherein a length of an inner arc of said outer permanent magnet is equal to or greater than a length of an outer arc of said winding coils. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 권취 코일체는 3개 이상이고 △ 또는 Y의 3상, 또는 단상으로 결선됨으로써, 상기 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력은 3상 또는 단상인 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.Wherein the winding coils are connected in three or more phases of? Or Y, so that the power generated by the long type high voltage generator is three-phase or single phase. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 내부 자석 회전체에 삽입된 상기 내부 영구 자석의 개수이며, 동시에 상기 외부 자석 회전체에 삽입된 상기 외부 영구 자석의 개수인 짝수 n에 따라, The number of the inner permanent magnets inserted into the inner magnet rotating body and the number of outer permanent magnets inserted into the outer magnet rotating body, 상기 롱형 고전압 발전기가 n극 발전을 하는 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.Wherein the long type high voltage generator performs n-pole power generation. 제1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 회전 샤프트의 회전수는 120 RPM(rotations per minute) 이상 12,600 RPM 이하이며, 상기 롱형 고전압 발전기에 의하여 발생되는 전력의 정격 주파수는 60Hz 내지 420Hz인 것을 특징으로 하는 롱형 고전압 발전기.Wherein the number of revolutions of the rotary shaft is not less than 120 RPM (rotations per minute) and not more than 12,600 RPM, and a rated frequency of electric power generated by the long type high voltage generator is 60 Hz to 420 Hz.
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